اندازه گیری سطح مقطع موثر برخورد نوترون با sm152 در واکنش 152sm(n,?)153sm در رآکتور تحقیقاتی تهران

اندازه گیری سطح مقطع موثر برخورد نوترون در واکنش(n,?)بامختصات رآکتور تهران جهت محاسبه اکتیویته رادیوایزوتوپ ساماریم تحویلی به مراکز بیمارستانی امری کاملا ضروری می باشد.جهت محاسبه اکتیواسیون با نوترونهای حرارتی و فوق حرارتی بطور همزمان از روش اختلاف کادمیم استفاده می شود.برای پرتودهی نمونه در شار نوترونی جهت جداکردن اکتیواسیون حرارتی و فوق حرارتی، پولک (نمونه) در پوششی از کادمیوم بضخامت 5/0 تا 5/1 میلی متر قرار داده می شود. سطح مقطع جذب کادمیم در انرژی های کم بسیار زیاد بوده، در حدود 0.5 الکترون ولت به سرعت کم می شود.برای ضخا متهای بیش از 0.5 میلی متر عبور نوترونهای حرارتی به مقدار کم صورت می گیرد بنابراین تحت پوشش کادمیم فقط اکتیواسیون نوترونهای فوق حرارتی اندازه گیری می شود.کبالت به عنوان یکی از شاخص های مورد استفاده به عنوان شاهد جهت تعیین شار حرارتی و فوق حرارتی مورد استفاده قرار می گیرد.جهت اندازه گیری تجربی به همراه فیلتر کادمیم طبق قراردادوست کات نرخ واکنش در هر اتم (r)به صورت ذیل بیان می شود r = ?th?th +?epii.در اینجا?thوiبه ترتیب سطح مقطع زیر کادمیم و سطح مقطع فوق کادمیم?thشار نوترونی که بصورت چگالی زمانی نوترون ترمال بوده و?epiشار اپی ترمال می باشدازاطلاعات نسبت کادمیم یک نوکلید شاهد،نسبت شار فوق کادمیم به شار زیر کادمیم تعیین می گردد:c=?th/(i(cr-1))=?epi/?th که برای هر نمونه نسبت cr بصورت cr=(اکتیویته کل)/(اکتیویته باکادمیم) بیان می شود.باداشتن معادله a0= n(?th?th + i?epi) (1-e^(-?tirr وبادرنظرگرفتن ?epi=c?th شار ترمال به دست می اید. بر طبق قراردادوست کات r که به صورت زیرتعرف شده:n?th?eff= rسطح مقطع موثر(?eff)محاسبه می گردد.سطح مقطع های موثرمحاسبه شده برای نمونه 1و2 به ترتیب 3±414و 303±3 بارن می باشد. شود مقادیر محاسبه شده برای سطح مقطع موثر اختلاف فاحشی حاصل شده است که ناشی از مقادیر مختلف شار نوترونهای حرارتی و فوق حرارتی در موقعیتهای مختلف پرتودهی در راکتور می باشد. از آنجایی که موقعیتهای مختلفی در رآکتور تهران جهت پرتودهی نمونه وجود دارد،نسبت شار نوترونهای فوق حرارتی به نوترونهای حرارتی(مقدارc)در هر موقعیت متفاوت بوده وبه همین دلیل اکتیویته های مختلفی برای ساماریم-153 حاصل می گردد. که با دانستن مقادیر متفاوت ?th به ازای هر موقعیت پرتودهی، مقادیر سطح مقطع موثر مخصوص مربوطه بدست آمده وبر اساس آن اکتیویته رادیونوکلید حاصل قابل محاسبه خواهد بود.