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Data Evaluation Problems in the Pulsed Neutron Source Method; Problemes d'Evaluation des Donnees dans les Applications de la Methode de la Source Pulsee; Problemy otsenki dannykh pri primenenii metoda istochnika impul'snykh nejtronov; Problemas de Evaluacion de Datos en el Metodo de la Fuente de Neutrones Pulsados

Conference:

Abstract

To determine the diffusion parameters of thermal neutrons the pulsed method has been in use for more than a decade. This method proves to be particularly suitable for the investigation of hydrogenous moderators. Results of measurements in water, benzene, toluene, xylene, cyclohexane, n-hexane and diphenyl are reported and the methods by which the diffusion parameters of interest can be evaluated from the measured data with the least error are discussed. The time-of-flight effect, manifesting itself, for technical reasons, in the investigation of moderators at elevated temperatures and influencing the value of the decay constant, is investigated in detail both theoretically and experimentally, and the geometrical conditions under which proper accuracy can be achieved are given. The effect of the dead-time of the neutron detector and amplifier system on the value of the decay constant is also determined and it is shown that the effect of dead-time can be neglected when [i(t) {tau}]{sup 2} << 1, where i (t)dt is the number of neutrons detected in the time interval (t, t + dt) and {tau} is the dead-time. For the evaluation of the decay constant the maximum likelihood method is used. For unambiguous determination of the likelihood function, the multi-channel analyser  More>>
Authors:
Pal, L.; Bod, L.; Szatmary, Z. [1] 
  1. Central Research Institute for Physics, Hungarian Academy of Sciences, Budapest (Hungary)
Publication Date:
Aug 15, 1965
Product Type:
Conference
Report Number:
IAEA-SM-62/98
Resource Relation:
Conference: Symposium on Pulsed Neutron Research, Karlsruhe (Germany), 10-14 May 1965; Other Information: 16 refs., 8 figs., 3 tabs.; Related Information: In: Pulsed Neutron Research. Vol. I. Proceedings of the Symposium on Pulsed Neutron Research| 713 p.
Subject:
46 INSTRUMENTATION RELATED TO NUCLEAR SCIENCE AND TECHNOLOGY; 73 NUCLEAR PHYSICS AND RADIATION PHYSICS; ACCURACY; BENZENE; CROSS SECTIONS; CYCLOHEXANE; DEAD TIME; DECAY; DIFFUSION; ENERGY DEPENDENCE; HEXANE; LEAST SQUARE FIT; MEAN FREE PATH; MULTI-CHANNEL ANALYZERS; NEUTRON DETECTORS; NEUTRON TRANSPORT; PULSED NEUTRON TECHNIQUES; SCATTERING; THERMAL NEUTRONS; TIME-OF-FLIGHT METHOD; TOLUENE; WATER; XYLENES
OSTI ID:
22127299
Research Organizations:
International Atomic Energy Agency, Vienna (Austria)
Country of Origin:
IAEA
Language:
English
Other Identifying Numbers:
Other: ISSN 0074-1884; TRN: XA13M2572082378
Submitting Site:
INIS
Size:
page(s) 165-184
Announcement Date:
Sep 12, 2013

Conference:

Citation Formats

Pal, L., Bod, L., and Szatmary, Z. Data Evaluation Problems in the Pulsed Neutron Source Method; Problemes d'Evaluation des Donnees dans les Applications de la Methode de la Source Pulsee; Problemy otsenki dannykh pri primenenii metoda istochnika impul'snykh nejtronov; Problemas de Evaluacion de Datos en el Metodo de la Fuente de Neutrones Pulsados. IAEA: N. p., 1965. Web.
Pal, L., Bod, L., & Szatmary, Z. Data Evaluation Problems in the Pulsed Neutron Source Method; Problemes d'Evaluation des Donnees dans les Applications de la Methode de la Source Pulsee; Problemy otsenki dannykh pri primenenii metoda istochnika impul'snykh nejtronov; Problemas de Evaluacion de Datos en el Metodo de la Fuente de Neutrones Pulsados. IAEA.
Pal, L., Bod, L., and Szatmary, Z. 1965. "Data Evaluation Problems in the Pulsed Neutron Source Method; Problemes d'Evaluation des Donnees dans les Applications de la Methode de la Source Pulsee; Problemy otsenki dannykh pri primenenii metoda istochnika impul'snykh nejtronov; Problemas de Evaluacion de Datos en el Metodo de la Fuente de Neutrones Pulsados." IAEA.
@misc{etde_22127299,
title = {Data Evaluation Problems in the Pulsed Neutron Source Method; Problemes d'Evaluation des Donnees dans les Applications de la Methode de la Source Pulsee; Problemy otsenki dannykh pri primenenii metoda istochnika impul'snykh nejtronov; Problemas de Evaluacion de Datos en el Metodo de la Fuente de Neutrones Pulsados}
author = {Pal, L., Bod, L., and Szatmary, Z.}
abstractNote = {To determine the diffusion parameters of thermal neutrons the pulsed method has been in use for more than a decade. This method proves to be particularly suitable for the investigation of hydrogenous moderators. Results of measurements in water, benzene, toluene, xylene, cyclohexane, n-hexane and diphenyl are reported and the methods by which the diffusion parameters of interest can be evaluated from the measured data with the least error are discussed. The time-of-flight effect, manifesting itself, for technical reasons, in the investigation of moderators at elevated temperatures and influencing the value of the decay constant, is investigated in detail both theoretically and experimentally, and the geometrical conditions under which proper accuracy can be achieved are given. The effect of the dead-time of the neutron detector and amplifier system on the value of the decay constant is also determined and it is shown that the effect of dead-time can be neglected when [i(t) {tau}]{sup 2} << 1, where i (t)dt is the number of neutrons detected in the time interval (t, t + dt) and {tau} is the dead-time. For the evaluation of the decay constant the maximum likelihood method is used. For unambiguous determination of the likelihood function, the multi-channel analyser was operated in such a way as to store a maximum of one pulse per analysing cycle and per channel. It is of primordial importance to incorporate the parameter characterizing the background into the likelihood function. The parameters of the maximum likelihood function were evaluated by Newton iteration on a computer. If the background is not properly taken into account, this may cause apparent higher harmonic contamination, while higher harmonic contamination, in turn, may be taken for an apparent background. Therefore, it is particularly important to determine the parameter characterizing the background directly from the decay data obtained at several delay times. The diffusion parameters were computed by the weighted least-squares method using the decay constants of minimum standard deviation evaluated from the maximum likelihood function. Since, for the materials investigated, the values of the transport mean free path were not known, a fast converging iteration procedure was elaborated for the determination of the transport mean free path. The computer evaluation made it possible to determine the coefficients of the B{sup 6} and higher order terms of the decay constant. The diffusion parameters of the hydrogenous materials investigated were calculated by the Radkowsky prescription from the energy dependence of the integral scattering cross-sections. The calculations have shown that the Radkowsky prescription is a useful empirical method for the evaluation of the transport mean free path of numerous hydrogenous materials. (author) [French] Pour obtenir les parametres de diffusion des neutrons thermiques, on emploie depuis plus de dix ans la methode des neutrons puises. Cette methode convient tout particulierement pour l'etude des ralentisseurs hydrogenes. Les auteurs donnent les resultats des mesures pour l'eau, le benzene, le toluene, le xylene, le cyclohexane, le n-hexane et le diphenyle et discutent les methodes permettant d'evaluer avec le minimum d'erreurs les parametres de diffusion interessants, a partir des donnees mesurees. Ils etudient en detail au point de vue theorique et experimental l'effet du temps de vol qui se fait sentir lors des recherches sur les ralentisseurs a des temperatures elevees pour des raisons techniques, et influe sur la valeur de la constante de decroissance; ils indiquent les conditions geometriques dans lesquelles on peut obtenir une bonne precision. Ilsdeterminent en outre l'effet du temps mort du detecteur de neutrons et du systeme d'amplification sur la valeur de la constante de decroissance: l'effet du temps mort peut etre neglige si [i(t) {tau}]{sup 2} << 1, ou i (t) dt est le nombre des neutrons detectes dans l'intervalle de temps (t, t + dt) et {tau} temps mort. Pour evaluer la constante de decroissance, on applique la methode de la probabilite maximum. Pour determiner la fonction de probabilite de facon non ambiguee, les auteurs ont regle l'analyseur multicanal de maniere qu'un acte d'enregistrement au maximum puisse etre stocke par cycle d'analyse et pat canal. Ils ont constate qu'il est d'une importance primordiale d'incorporer le parametre caracterisant le bruit de fond dans la fonction de probabilite. Ils ont evalue les parametres de la fonction de probabilite maximum par iteration de Newton a l'aide de la calculatrice. Faute de tenir compte du bruit de fond d'une maniere convenable, il peut se produire une contamination harmonique apparente plus elevee, et cette contamination risque d'etre prise a son tour pour un bruit de fond apparent. Il est donc particulierement important de determiner directement le parametre caracterisant le bruit de fond a partir de donnees concernant la decroissance obtenues apres plusieurs temps de retard. Les auteurs ont calcule les parametres de diffusion par la methode des moindres carres ponderes, en utilisant les constantes de decroissance d'ecart type minimum evaluees a partir de la fonction de probabilite maximum. Comme ils ne connaissaient pas, pour les matieres faisant l'objet des experiences, les valeurs du libre parcours moyen de transport, ils ont mis au point une formule d'iteration rapidement convergente, pour determiner le libre parcours moyen de transport. L'evaluation a l'aide d'une calculatrice a permis de determiner les coefficients du terme en B{sup 6} et des termes d'ordre superieur de la constante de decroissance. Les auteurs ont calcule les parametres de diffusion pour les matieres hydrogenees par la formule de Radkowsky a partir des variations des sections efficaces de diffusion integrales selon l'energie. Ces calculs montrent que la formule de Radkowsky constitue une methode empirique qui a son utilite pour evaluer le libre parcours moyen de transport dans de nombreuses matieres hydrogenees. (author) [Spanish] Desde hace mas de diez anos se viene empleando el metodo de los neutrones pulsados para determinar los parametros de difusion de los neutrones termicos. Este metodo ha resultado especialmente idoneo para el estudio de los moderadores hidrogenados. Los autores dan los resultados de las mediciones hechas en agua, benceno, tolueno, xileno, ciclohexano, n-hexano y difenilo, y examinan los metodos para evaluar con el minimo error los parametros de difusion de interes partiendo de los datos obtenidos en las mediciones. Se examina detenidamente, tanto en el plano teorico como en el experimental, el efecto de tiempo de vuelo que se manifiesta por razones tecnicas cuando se investigan moderadores a elevadas temperaturas, y que influye en el valor de la constante de desintegracion, y se exponen las condiciones geometricas en que se ha de operar para obtener resultados satisfactorios. Los autores determinan tambien el efecto que sobre la constante de desintegracion ejerce el tiempo muerto del detector neutronico y del amplificador, y demuestran que es despreciable cuando [i(t) {tau}]{sup 2} << 1, siendo i/t/dt el numero de neutrones detectados en el intervalo de tiempo/t, t + dt/, y {tau} el tiempo muerto. Se evaluo la constante de desintegracion empleando el metodo de la maxima probabilidad. Para determinar inequivocamente la funcion de probabilidad, se eligio un analizador multicanal que acumulaba como maximo una sola senal por ciclo de analisis y por canal. Se comprobo que la incorporacion del parametro caracteristico del fondo a la funcion de probabilidad tiene primordial importancia. Los parametros de la funcion de maxima probabilidad se evaluaron en una calculadora aplicando el metodo de iteracion de Newton. Cuando no se tiene debidamente en cuenta el fondo, este puede causar una mayor contaminacion aparente de armonicos, la cual, a su vez, puede interpretarse como un fondo aparente. Por ello es muy importante determinar directamente el parametro caracteristico del fondo, partiendo de los datos de desin tegracion obtenidos empleando diversas demoras. Los parametros de difusion se calcularon con el metodo de los cuadrados minimos ponderados, empleando las constantes de desintegracion de desviacion tipo minima obtenidas segun la funcion de maxima probabilidad. Como no se conocian los valores del recorrido libre medio de transporte para los materiales investigados, se ideo un procedimiento de iteracion rapidamente convergente para determinarlo. Con la calculadora se pudieron determinar los coeficientes de orden B{sup 6} y los terminos superiores de la constante de desintegracion. Los parametros de difusion de los materiales hidrogenados investigados se calcularon con la formula de Radkowsky, partiendo de la variacion de las secciones eficaces integrales de dispersion en funcion de la energia. Los calculos demuestran que la formula de Radkowsky proporciona un metodo empirico muy util para evaluar el recorrido libre medio de transporte en gran numero de materiales hidrogenados. (author) [Russian] Dlja opredelenija diffuzionnyh parametrov teplovyh nejtronov uzhe bolee desjati let primenjaetsja impul'snyj metod. Jetot metod okazalsja ves'ma podhodjashhim dlja issledovanija gidrogennyh zamedlitelej. Soobshhajutsja rezul'taty izmerenij v vode, benzole, toluole, ksilon-ciklogeksane, n-geksane i difenile; obsuzhdajutsja metody, s po- moshh'ju kotoryh na osnovanii izmerennyh dannyh s naimen'shej pogreshnost'ju mozhno opre- delit' parametry diffuzii, predstavljajushhie interes. Vvidu togo, chto pri issledovanii zamedlitelej pri vysokih temperaturah vstrechajutsja zatrudnenija tehnicheskogo haraktera iz-za projavlenija vozdejstvija vremeni proleta, chto oka- zyvaet vlijanie na velichinu konstanty raspada, to jeto javlenie podrobno issleduetsja kak teoreticheski, tak i jeksperimental'no; ukazyvajutsja geometricheskie uslovija, dajushhie voz- mozhnost' obespechit' nadlezhashhuju tochnost'. Opredeljaetsja takzhe vlijanie vremeni otstava- nija detektora nejtronov i usilitel'noj shemy na velichinu konstanty raspada i dokazyvaetsja, chto vremenem otstavanija mozhno prenebrech', es [i(t) {tau}]{sup 2} << 1, gde i/t/d t vyrazhaet chislo nejtronov, obnaruzhennyh za promezhutok vremeni (t, t + dt) , a {tau} oboznachaet vremja otstavanija. Dlja ocenki konstanty raspada primenjaetsja metod maksimal'noj verojatnosti. Dlja odno- znachnogo opredelenija funkcii verojatnosti byl vybran mnogokanal'nyj analizator, kotoryj rabotal takim obrazom, chto dlja kazhdogo cikla analiza i dlja kazhdogo kanala zanosilos' v pamjat' tol'ko odno zaregistrirovannoe sobytie.' Obnaruzheno, chto vvedenie v funkciju ve- rojatnosti parametra, harakterizujushhego fon, imeet pervostepennoe znachenie. Parametry funkcii maksimal'noj verojatnosti byli opredeleny na schetno-reshajushhem ustrojstve po N'jutonovskomu metodu povtorenij. Esli ne prinimat' v raschet fonovye shumy, to jeto mozhet vyzvat' javnoe, bolee sil'noe garmonicheskoe zagrjaznenie, a ono v svoju ochered', mozhet byt' prinjato za javnyj fon. Po- jetomu predstavljaetsja osobenno vazhnym opredelit' harakterizujushhij fon parametr nepo- sredstvenno iz dannyh raspada, poluchennyh dlja raznyh vremen zamedlenija. Diffuzionnye parametry podschityvali po metodu vzveshennyh naimen'shih kvadratov s ispol'zovaniem konstant raspada naimen'shego standartnogo otklonenija, opredelennyh po funkcii maksimal'noj verojatnosti. Tak kak dlja issleduemyh materialov ne byli iz- vestny velichiny srednego svobodnogo puti perenosa, to dlja opredelenija srednego svobod- nogo puti perenosa byla vyrabotana bystro konvergirujushhaja povtornaja formula. Ispol'- zovanie schetno-reshajushhego ustrojstva dalo vozmozhnost' opredelit' kojefficienty konstanty raspada porjadka V' i dazhe bolee vysokih porjadkov. Diffuzionnye parametry issleduemyh gidrogennyh materialov byli podschitany s pomoshh'ju osazhdenija po metodu Radkovskogo na osnovanii zavisjashhih ot energii global'nyh poperechnyh sechenij rassejanija. Raschety poka- zali, chto osazhdenie po metodu Radkovskogo javljaetsja poleznym jempiricheskim metodom dlja opredelenija srednego svobodnogo puti perenosa mnogih gidrogennyh materialov. (author)}
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year = {1965}
month = {Aug}
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