Использование множественного рождения гамма-квантов в гадолинийсодержащих неорганических сцинтилляторах для улучшения селективности регистрации нейтронов

Показано, что явление множественного рождения гамма-квантов в результате реакции радиационного захвата нейтронов ядрами гадолиния может быть использовано для повышения селективности сцинтилляционных детекторов к нейтронам. Предложена конструкция детектора, в котором 16 оптически изолированных элементов гадолинийсодержащего сцинтиллятора прикреплены к 16-канальной матрице фотоприемников, а отбор событий осуществляется в режиме совпадений по числу каналов, от которых получен сигнал. Показано, что отбор событий, при регистрации которых сработало три и более каналов, подавляет скорость счета фоновых гамма-квантов в 114 раз, а скорость счета нейтронов в 21 раз, что увеличивает селективность детектора к нейтронам в 5.6 раза.

1. F. D. Brooks. Nuclear Instruments and Methods, 4, N 3 (1959) 151—163

2. Е. А. Борисевич, А. Г. Бондарев, М. В. Коржик, В. А. Мечинский, К. Е.Охотникова, А. А. Федоров. Письма в ЖТФ, 51, N 13 (2025) 20—23

3. D. Vavrik, J. Jakubek, S. Pospisil, J. Vacik. Rev. Sci. Instrum., 85, N 1 (2014)

4. A. Roccaro, H. Tomita, S. Ahlen, D. Avery, A. Inglis, J. Battat, D. Dujmic, P. Fisher, S. Henderson, A. Kaboth, G. Kohse, R. Lanza, J. Monroe, G. Sciolla, N. Skvorodnev, H. Wellenstein, R. Yamamoto. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 608, N 2 (2009) 305—309

5. R. Aryaeinejad, Y. X. Dardenne, J. D. Cole, A. J. Caffrey. IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference Record, San Francisco, CA, USA, 1 (1995) 639—643

6. D. Konishi, Y. Uozumi, H. Yoshida, M. Matoba. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 420, N 3 (1999) 467—472

7. G. Zorloni, F. Cova, M. Caresana, M. Di Benedetto, J. Hostaša, M. Fasoli, I. Villa, I. Veronese, A. Fazzi, A. Vedda. Radiat. Measurements, 129 (2019)

8. P. Lecoq, A. Gektin, M. Korzhik. Inorganic Scintillators for Detector Systems: Physical Principles and Crystal Engineering, 2nd ed., Springer (2017)

9. S. Agostinelli, J. Allison, K. Amako et al. Nuclear Instruments аnd Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 506, N 3 (2003) 250—303

10. M. Korzhik, V. Mechinsky, A. Bondarev, V. Dubov, A. Fedorov, P. Karpuyk, I. Komendo, K. Okhotnikova, V. Retivov, V. Smyslova, D. Yanushevich. Radiat. Phys. Chem., 240 (2026)

11. R. Brun, F. Rademakers. Nuclear Instruments аnd Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors аnd Associated Equipment, 389, N 1-2 (1997) 81—86