ГОСТ 22751-77*
Группа Ф19 
     
     
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ 
ГЕНЕРАТОРЫ НЕЙТРОНОВ
Метод измерения потока быстрых нейтронов
Neutron generators. Methods of fast neutron flux measurement
ОКП 69 4721 
Дата введения 1979-01-01
     
     
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ 
Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 27 октября 1977 года N 2516 срок введения установлен с 01.01.79
1. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27.10.77 N 2516
2. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
3. СРОК ПРОВЕРКИ - 1993 г.,
периодичность проверки - 5 лет
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка  | Номер пункта  | 
ГОСТ 8.315-97  | Разд.1  | 
ГОСТ 859-78  | Разд.1  | 
ГОСТ 11069-74  | Разд.1  | 
ГОСТ 15484-81  | Вводная часть  | 
ГОСТ 21171-80  | Вводная часть  | 
ГОСТ 27451-87  | Разд.1  | 
РМГ 29-99  | Вводная часть  | 
5. Ограничение срока действия снято по протоколу N 3-93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 5-6-93)
6. Издание (март 2001 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными в августе 1983 г., июне 1988 г. (ИУС 11-83, 9-88)
Настоящий стандарт распространяется на генераторы нейтронов и ускорительные трубки генераторов нейтронов, реализующие ядерную реакцию 
, и устанавливают методы измерения потока быстрых нейтронов изделий по ГОСТ 21171 для оценки технического уровня и качества.
Метод определения среднего потока быстрых нейтронов основан на измерении средней плотности потока нейтронов в месте размещения активационного детектора нейтронов и расчете потока нейтронов, исходя из известной эффективной площади излучающей поверхности мишени и телесного угла в системе мишень - детектор.
Термины, используемые в настоящем стандарте, - по РМГ 29, ГОСТ 21171 и ГОСТ 15484.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
1. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ
1. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ
Активационные детекторы должны изготовляться в виде плоских дисков из алюминия марки А999 по ГОСТ 11069 и меди марки М00 по ГОСТ 859. Применяемые материалы должны соответствовать требованиям ГОСТ 8.315. Диаметр активационного детектора не должен быть более 30 мм и толщиной более 1 мм.
Радиометрические приборы (радиометры) типов РИБ, РПБ, РКБ по ГОСТ 27451, аттестованные в установленном порядке и применяемые для измерения наведенной активности детекторов по бета-излучению Cu и 
.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
2. ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЮ
2.1. По истечении времени установления рабочего режима радиометров определяют нормированные метрологические характеристики.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
2.2. Для измерения средней плотности потока нейтронов используют активационные детекторы быстрых нейтронов из алюминия и меди. Детекторы из алюминия применяют для определения и сравнения среднего потока и пространственного распределения быстрых нейтронов от одного или нескольких генераторов нейтронов и ускорительных трубок генераторов нейтронов.
Для оперативного периодического контроля потока в процессе разработки, эксплуатации генераторов нейтронов и ускорительных трубок генераторов нейтронов применяют детекторы из меди. Детекторы устанавливают в фиксированных положениях относительно мишени ускорительной трубки генератора нейтронов, облучают потоком быстрых нейтронов, далее измеряют значение наведенной активности по бета-излучению радионуклида, образующегося в результате ядерной реакции 
, , 
, , и путем перерасчета определяют среднюю плотность потока быстрых нейтронов.
Основные константы детекторов из алюминия и меди, используемые при измерениях средней плотности потока и среднего потока быстрых нейтронов, приведены в приложении 1.
2.3. Измерение активности по бета-излучению детектора выполняют на приборе - компараторе путем сравнения с активностью источника или на аттестованном отсчетном устройстве с известным коэффициентом связи скорости счета импульсов при регистрации бета-излучения с активностью детектора.
3. ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ
3.1. Определяют значение массы  и габаритные размеры активационного детектора (диаметр 
 и толщину 
).
Исходя из данных: габариты детектора, спектр бета-излучения радионуклида , 
, линейный коэффициент ослабления бета-излучения 
 и телесного угла 
, определяют коэффициент 
, учитывающий самопоглощение бета-излучения материалом детектора.
Проводят проверку градуировочного коэффициента  радиометра путем регистрации бета-излучения источника и сравнения его с паспортными данными на радиометр (см. приложение 2). Если разность измеренного и паспортизованного значений градуировочного коэффициента лежит в доверительных границах паспортного значения 
, определяемых средним квадратическим отклонением результата измерения, то процедуру измерения следует продолжить. Если разность измеренного и паспортизованного значений градуировочного коэффициента не лежит в доверительных границах паспортного значения 
, радиометр подлежит переаттестации в установленном порядке. Коэффициент 
 и градуировочный коэффициент 
 вычисляют по формулам, указанным в приложении 2.
3.2. Определяют радиационный фон, измеряя число импульсов фона за интервал времени измерения .
Устанавливают один или несколько активационных детекторов вблизи мишени генератора нейтронов на позицию облучения под углом 0° относительно направления пучка ионов, причем детекторы из меди устанавливают в кадмиевых фильтрах. Измеряют расстояние от излучающей поверхности мишени до активационного детектора и определяют его положение в пространстве относительно мишени. Измеряют параметры, характеризующие эффективный радиус излучающей поверхности мишени с учетом ее геометрической формы, и рассчитывают геометрический параметр .
Исходя из данных по конструкции генератора нейтронов, элементы которого расположены между мишенью и детектором, рассчитывают коэффициент , учитывающий выведение нейтронов из диапазона энергий, регистрируемых детектором за счет процессов взаимодействия на конструкционных материалах генератора нейтронов. Геометрический параметр 
 и коэффициент 
 вычисляют по формулам, указанным в приложении 3.
Облучают детектор в течение установленного интервала времени . Время облучения детектора из алюминия не должно быть более 3 ч, а детектора из меди - более 10 мин.
По окончании облучения активационный детектор извлекают с позиции облучения и выдерживают в течение интервала времени , обеспечивающего снижение уровня помех от активности, образованной в побочных ядерных реакциях. Время выдержки детекторов из алюминия не должно быть менее 3 ч, а детекторов из меди - более 5 мин.
По истечении времени выдержки активационный детектор устанавливают в радиометр для регистрации бета-излучения, измеряют суммарное число импульсов от детектора и фона (
) за установленный интервал времени . Время измерения для детекторов из алюминия не должно быть более 3 ч, а детекторов из меди - более 10 мин.
3.1, 3.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).
4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Среднюю плотность потока быстрых нейтронов в месте расположения активационного детектора () в нейтр./(м
·с) вычисляют по формуле
,
где - массовое число материалов детектора, а. е. м.;
 - масса активационного детектора, г;
 - коэффициент, учитывающий самопоглощение бета-излучения материалом детектора;
 - число Авогадро, моль
;
 - содержание облучаемого нуклида в детекторе;
 - интенсивность бета-излучения, образовавшегося нуклида;
 - градуировочный коэффициент радиометра;
 - интервал времени облучения детектора, с;
 - интервал времени выдержки детектора, с;
 - интервал времени измерения, с;
 - постоянная радиоактивного распада нуклида, с
;
 - сечение активации, см
;
 - суммарное число импульсов, зарегистрированных от детектора и фона за интервал времени измерения ;
 - число импульсов фона, зарегистрированное радиометром за интервал времени 
;
 - относительный телесный угол при регистрации бета-излучения детектора;
 - основание натурального логарифма.
Плотность потока нейтронов с учетом просчетов радиометра определяют в приложении 4.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.2. Средний поток быстрых нейтронов () в нейтр./с вычисляют по формуле
,
где - средняя плотность потока нейтронов, нейтр./(м
·с);
 - геометрический параметр, м
;
 - коэффициент, учитывающий выведение нейтронов из диапазона энергий, регистрируемых детектором.
4.3. Среднее квадратическое отклонение результата измерения среднего потока быстрых нейтронов () вычисляют по формуле
,
 - среднее квадратическое отклонение результата измерения потока быстрых нейтронов по 
-ому параметру.
Расчетные соотношения для определения погрешности измерения средней плотности потока и среднего потока быстрых нейтронов даны в приложении 5.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (рекомендуемое). ОСНОВНЫЕ КОНСТАНТЫ ДЕТЕКТОРОВ ИЗ АЛЮМИНИЯ И МЕДИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ ИЗМЕРЕНИЯХ СРЕДНЕГО ПОТОКА И СРЕДНЕЙ ПЛОТНОСТИ ПОТОКА БЫСТРЫХ НЕЙТРОНОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Рекомендуемое 
Таблица 1 
Ядерно-физические константы нуклида 
Наименование константы  | Обозначение константы  | Значение константы  | Примечание  | 
Содержание детектирующего нуклида, %  | 99,999  | По сведениям из паспорта на материал детектора  | |
Число Авогадро, моль  | 6,022045 (31) 10  | Рекомендовано СОДАТА  | |
Массовое число, а.е. м.  | 26,9815403(7)  | По сведениям ЦАЯД ГКАЭ СССР, январь 1988 г.  | 
Таблица 2 
Ядерно-физические константы продуктов ядерных реакций на нуклиде 
Наименование константы  | Обозна-  | Основная реакция  | Побочные реакции  | Примечание  | ||
Тип реакции  | -  | 
  | -  | |||
Сечение реакции, см  | 0,1247 10-24  | 0,0777 10  | 0,500 10  | 0,020 10  | 
  | |
Продукт реакции  | -  | 
  | -  | |||
Период полураспада  | 15,020 (7) ч  | 9,462 (11) мин  | 2,240 (1) мин  | 7,2 (3) 10  | По сведениям ЦАЯД ГКАЭ СССР, январь 1988 г.  | |
Линейный коэффициент ослабления  | 21,30  | 15,4  | 9,7  | 26,7  | -  | |
Максимальная энергия в спектре, кэВ, интенсивность (частиц или квантов), 100 распадов  | 4144,6(8); 0,003 1390,4(6); 99,944(4); 1274,8(6); 0,0005  | 1766,8(10)  | 2862,9(3)  | 2195,37(16)  | По сведениям ЦАЯД ГКАЭ СССР, январь 1988 г.  | |
Максимальная энергия в спектре, кэВ, интенсивность (частиц или квантов), 100 распадов  | 997,7(4); 0,0010(1) 1368,55(4), 100 2754,05(8) 99,944(4) 2869,6(2) 0,0010 (N 1) 3867,2(4); 0,052(4)  | 170,686(15) 0,8(1) 843,76(3) 71,8(4) 1014,44(4) 28,0(4)  | 1778,85(3)  | 1129,65(13) 2,4(2) 1808,61(6) 99,73(8) 2938,18(11) 0,27(3)  | ||
Таблица 3 
Ядерно-физические константы нуклидов  и 
Наименование константы  | Обозначение константы  | Значение константы  | Примечание  | |
Содержание детектирующего нуклида, %  | 69,090  | 30,910  | По сведениям паспорта на материал детектора  | |
Число Авогадро, моль  | 6,022045(31)·10  | Рекомендовано СОДАТА  | ||
Массовое число, а.е.м.  | 62,929565(13)  | 64,9277898(18)  | По сведениям ЦАЯД ГКАЭ СССР, январь 1988 г.  | |
Таблица 4 
Ядерно-физические константы продуктов ядерных реакций на нуклиде 
Наименование константы  | Обозна-  | Основная реакция  | Побочные реакции  | Примечание  | |||
Тип реакции  | -  | 
  | 
  | -  | |||
Сечение реакции, см  | 0,450·10  | 0,002738х  | -  | -  | -  | -  | |
Продукт реакции  | -  | -  | |||||
Период полураспада  | 9,74(2) мин  | 5,2704(13) г  | 1,65 ч  | 101,1(20) г  | 12,701(2) ч  | По сведениям ЦАЯД ГКАЭ СССР, январь 1988 г.  | |
Линейный коэффициент ослабления  | 48,950(50)  | -  | -  | -  | -  | -  | |
Максимальная энергия в спектре, кэВ; интенсивность (частиц или квантов), 100 распадов  | 292,7(5);  | 1491,11(11)  | 12552(9)  | 65,87(15);  | 6529 (25)  | ||
479,6; 0,00044  | 346,93 (7)  | 67,415(10)  | 1345,77(6)  | По сведениям ЦАЯД ГКАЭ СССР, январь 1988 г.  | |||
0,0006(3)  | 1173,237(4)  | 90962(5)  | -  | ||||
Таблица 5 
Ядерно-физические константы продуктов ядерных реакций на нуклиде 
Наименование константы  | Обозна-  | Основная реакция  | Побочные реакции  | Примечание  | ||
Тип реакции  | -  | 
  | -  | |||
Сечение реакции, см  | 0,9032·10  | 0,020·10  | 0,022·10  | 1,800·10  | -  | |
Продукт реакции  | -  | -  | ||||
Период полураспада  | 12,701(2) ч  | 1,50(4) мин  | 2,520(2) ч  | 5,10(2) мин  | По сведениям ЦАЯД ГКАЭ СССР, январь 1988 г.  | |
Максимальная энергия в спектре, кэВ; интенсивность (частиц или квантов), 100 распадов  | 652,9(1)  | 5322(19), 0,5  | 2136,2(11)  | 2642,2(17)  | По сведениям ЦАЯД ГКАЭ СССР, январь 1988 г.  | |
Максимальная энергия в спектре, кэВ; интенсивность (частиц или квантов), 100 распадов  | 1345,77(6)  | 1128,9(2); 11,1(13)  | 366,27(3)  | 833,0(10)  | По сведениям ЦАЯД ГКАЭ СССР, январь 1988 г.  | |
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (рекомендуемое). ПРОВЕРКА ГРАДУИРОВОЧНОГО КОЭФФИЦИЕНТА РАДИОМЕТРА
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое 
1. Калибровка и проверка радиометров с использованием образцовых источников бета-излучения 
 и  третьего разряда.
1.1. Порядок подготовки радиометра к проведению измерений должен соответствовать эксплуатационной документации на соответствующий радиометр.
1, 1.1. (Измененная редакция, Изм. N 1).
1.2. Определяют радиационный фон, измеряя число импульсов фона  за установленный интервал измерения 
.
1.3. Устанавливают источник бета-излучения на позицию измерения и определяют суммарное число импульсов от источника бета-излучения фона 
 за установленный интервал измерения .
1.4. Исходя из паспортных данных на радиометр о значениях мертвого времени  и телесного угла 
 и измеренном числе импульсов фона, а также суммарном числе импульсов фона и источника за установленный интервал времени, вычисляют градуировочный коэффициент (
) радиометра по формуле
,
где  - число бета-частиц, излучаемое источником в единицу времени в телесный угол 2 
, с
;
 - интервал времени от момента паспортизации источника бета-излучения до измерения эффективности, с;
 - постоянная радиоактивного распада источника, с
;
 - относительный телесный угол при регистрации бета-частиц источника;
 - установленный интервал времени измерения, с,
 - мертвое время радиометра, с;
 - число импульсов фона, зарегистрированных радиометром за интервал времени измерения 
;
 - суммарное число импульсов от фона и источника бета-излучения за интервал времени измерения .
2. Калибровка радиометров с использованием источника с известной плотностью потока быстрых нейтронов и активационного детектора из алюминия.
1.4, 2. (Измененная редакция, Изм. N 1).
2.1. Устанавливают активационный детектор из алюминия на позицию облучения в зону с известной плотностью потока быстрых нейтронов и облучают детектор в течение установленного интервала времени . Время облучения не должно превышать пятой части периода полураспада 
.
2.2. По окончании облучения активационный детектор из алюминия извлекают с позиции облучения и выдерживают в течение интервала времени , обеспечивающего снижение уровня помех от активности, образованной в побочных ядерных реакциях. Время выдержки не должно быть менее периода полураспада 
.
2.3. Определяют радиационный фон, измеряя число импульсов фона  за интервал времени 
.
2.4. По истечении времени выдержки активационный детектор из алюминия устанавливают на позицию измерения наведенного бета-излучения и определяют суммарное число импульсов от детектора и фона 
 за интервал времени . Время измерения не должно быть более половины периода полураспада 
.
2 5. Градуировочный коэффициент регистрации бета-излучения  для радиометра (
) вычисляют по формуле

при
 и
,
где  - массовое число материала детектора, а. е. м.,
 - линейный коэффициент ослабления бета-излучения в материале детектора, см
, 
 кэВ; - масса активационного детектора, г;
 - толщина активационного детектора, м;
 - плотность потока быстрых нейтронов, нейтр/м
·с;
 - постоянная радиоактивного распада нуклида, с
;
 - сечение активации, м
;
 - число Авогадро, моль
;
 - содержание облучаемого нуклида в детекторе;
 - интенсивность бета-излучения образовавшегося радионуклида;
 - относительный телесный угол при регистрации бета-излучения детектора;
 - коэффициент самопоглощения 
-излучения;
 - интервал времени облучения детектора, с;
 - интервал времени выдержки детектора, с;
 - интервал времени измерения фона, а также активности детектора и фона, с;
 - мертвое время радиометра, с;
 - число импульсов фона, зарегистрированных радиометром за интервал времени измерения 
;
 - суммарное число импульсов от фона и детектора за интервал времени измерения .
2.6. Определение и сравнение эффективности регистрации бета-излучения  одним или несколькими радиометрами должны осуществляться путем последовательных измерений наведенной активности детектора из алюминия, однократно облученного в поле быстрых нейтронов с известной плотностью потока.
2.5, 2.6. (Измененная редакция, Изм. N 1).
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 (рекомендуемое). ЗНАЧЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО ПАРАМЕТРА ДЛЯ МИШЕНЕЙ РАЗЛИЧНЫХ ФОРМ
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Рекомендуемое 
Форма мишени  | Площадь излучающей поверхности и обозначение  | Параметр   | Условие  | 
Плоский диск  | 
  | 
  | -  | 
Сферический сегмент  | 
 
  | 
  | 
  | 
  | 
  | 
Коэффициент выведения , учитывающий выведение нейтронов из диапазона энергий, регистрируемых детектором, определяют из выражения
,
где - макроскопическое сечение выведения, см
;
 - средняя толщина среды, см.
Примечание.  - расстояние мишень-детектор.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 (рекомендуемое). ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ПОТОКА НЕЙТРОНОВ С УЧЕТОМ ПРОСЧЕТОВ РАДИОМЕТРА
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
(рекомендуемое)
Среднюю плотность потока быстрых нейтронов () в нейтр./(м
·с) вычисляют по формуле

при
,
где  - массовое число материала детектора, а. е. м.;
 - масса активационного детектора, г;
 - коэффициент, учитывающий самопоглощение бета-излучения материалом детектора;
 - число Авогадро, моль
;
 - содержание облучаемого нуклида в детекторе;
 - интенсивность бета-излучения образовавшегося радионуклида;
 - относительный телесный угол при регистрации наведенного бета-излучения детектора;
 - полное мертвое время при регистрации бета-излучения детектора, с;
 - мертвое время радиометра, с;
 - интервал времени облучения детектора, с;
 - интервал времени выдержки детектора, с;
 - интервал времени измерения фона, а также активности детектора и фона, с;
 - число импульсов фона, зарегистрированного радиометром за интервал времени измерения, 
;
 - постоянная радиоактивного распада нуклида, с
;
 - сечение активации, см
;
 - суммарное число импульсов фона и детектора за интервал времени измерения ;
 - градуировочный коэффициент радиометра.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
ПРИЛОЖЕНИЕ 5 (рекомендуемое). ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕЙ ПЛОТНОСТИ ПОТОКА И СРЕДНЕГО ПОТОКА БЫСТРЫХ НЕЙТРОНОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Рекомендуемое 
Таблица 1 
Расчетные соотношения определения погрешности измерения средней плотности потока быстрых нейтронов 
Определение параметра  | Неточности определения параметров  | Обозначение погрешности  | Расчетная формула определения погрешности  | 
Число Авогадро   | 
  | ||
Массовое число материала детектора   | 
  | ||
Содержание нуклида детектора в элементе   | 
  | ||
Интенсивность частиц или квантов регистрируемого излучения   | 
  | ||
Сечение активации   | 
  | ||
Линейный коэффициент ослабления   | 
  | ||
Постоянная радиоактивного распада калибровочного радиоактивного источника   | 
  | ||
Постоянная радиоактивного распада наведенной в детекторе активности   | 
  | ||
Интервал времени от паспортизации калиброванного радиоактивного источника до начала измерения эффективности регистрации   | 
  | ||
Толщина активационного детектора   | 
  | ||
Масса активационного детектора,   | 
  | ||
Относительный телесный угол при измерении активности калибровочного радиоактивного источника   | 
  | ||
Относительный телесный угол при измерении активности детектора   | 
  | ||
Число частиц или квантов, испускаемых калибровочным радиоактивным источником в единицу времени   | 
  | ||
Интервал времени регистрации активности радиоактивного источника и фона   | 
  | ||
Интервал времени облучения активационного детектора   | 
  | ||
Интервал времени выдержки облученного активационного детектора   | |||
Время измерения активности облучаемого детектора   | 
  | ||
Число зарегистрированных импульсов от радиоактивного источника и фона за интервал времени   | 
  | 
  | 
  | 
Число зарегистрированных импульсов от детектора и фона за интервал времени   | 
  | 
  | 
  | 
Число зарегистрированных импульсов от фона за интервал времени   | 
  | ||
Мертвое время регистрирующих радиометров   | 
  | 
Таблица 2 
Расчетные соотношения определения погрешности измерения среднего потока быстрых нейтронов 
Форма мишени  | Неточность определения параметра  | Обозначение погрешности  | Расчетная формула определения погрешности  | Условие  | 
Плоский диск  | Расстояния мишень-детектор   | 
  | ||
Радиуса излучающей поверхности   | 
  | |||
Плоский диск  | Плотности потока   | 
  | ||
Сферический сегмент  | Расстояния мишень-детектор   | 
  | 
  | |
  | 
  | |||
Радиус сферы  | 
  | 
  | ||
  | 
  | |||
Высота излучающего слоя  | 
  | 
  | ||
  | 
  | |||
Примечание. Для более точной оценки погрешности при измерении плотности потока следует учитывать дополнительные источники погрешности, возникающие в результате причин, обусловленных спецификой измерений, с использованием активационных детекторов.  | ||||
(Измененная редакция, Изм. N 1).












.







