Hidrológiai Közlöny 1973 (53. évfolyam)
2. szám - Berke Barnabás–Papp Béla: A Duna–Tisza közi homoktalajokon nunkleáris talajnedvesség-mérő berendezéssel szerzett tapasztalatok
86 Hidrológiai Közlöny 1973. 2. sz. Berke B.— Papp B.: A Duna—Tisza közi homoktalajokon désével viszont — a befogódás miatt — a detektált termikus neutronok száma egyre kisebb. Egy-egy méréshez a szükséges minimális időtartamot az időegység alatt detektált impulzusszám határozza meg. Nagyobb beütésszám esetén azonos mérési pontosságot rövidebb idő alatt érhetünk el. Az impulzusok számát részben a sugárforrás neutronhozama, részben a detektálási hatásfok, 3. ábra. .4 Pu—Be neutron forrás konténere 1 — béléscső: 2 — külső burkolat: 3 — vezető léc; 4 — parafin árnyékoló; S — bórtartalmú parafin árnyékoló; 6 — gumirugó; 7 — sugárforrás-tartó; 8 — sugárforrás; 9 — zárócsavar; 10 — PVC cső; 11 — Mctamid fedéi; 12 — zárszerkezet kilinccsel; 13 — közdarab; 14 — rögzítő tárcsa; ló — közgyűrű; 16 — tartólemez; 17 —közgyűrű; 18 —acélcső; 19 — süllyesztett fejű szegecs; 20 — süllyesztett fejű csavar; 21 — függesztő rúd; 22 — hordozó fogantyú Abb. 3. Kontainer der Pu—Be Neutron-Quelle 1 — Futterrohr; 2 — Aussenbekleidung; 3 — Einschubleiste; 4 — Paraffin-Abschirmung; 5 — Borhaltige Paraffinabschirmung; fí — Gummifeder; 7 — Strahlquellenhalter; 8 — Strahlquelle: 9 — Verschlusschraube: 10 — PVC-ttohr; 11 — Metamid-Deckel; 12 — Verschluss einrichtung {mit Klinke: 13 — Zwischenstück: 14 — Klemmscheibe; IS — Zwischenring: 16 — Tragblech: 17 — Zwischenring; 18 — Stahlrohr: 19 — Senkkopf-Niet: 20 — Senkkopf-Schraube; 21 — Hängestab; 22 — Traggriff I [cps] 1700 — 1000 soo 600 WO 100 0 20 W 60 SO 100 [%H 20] 4. ábra. A műszer hitelesítő görbéje Abb. 4. Eichungskurve des Instruments valamint a mérési geometria határozza meg. Esetünkben a neutronhozam adott volt, mivel —- a beszerzési lehetőségekhez alkalmazkodva — 300 mCi aktivitású Pu-Be forrást használtunk. A 4 TI térszögbe emittált gyors neutronok száma: 3 • 10 5 n/sec. Lassú neutronok detektálására — a gyakorlatban — kadmium vagy ezüst fóliával borított GMcső; BF 3 töltésű cső; illetve szcintillációs detektor jöhet számításba. Több típus megvizsgálása után a NUCLEAR ENTERPRISES által előállított LiJ kristály alkalmazása mellett döntöttünk. A kristály Li-6-ban 96%-ra dúsított, ennek következtében nagyon jó a detektálási hatásfoka. A felhasznált kristály átmérője 1" [7], Az optimális mérési geometria kialakításához kísérleti méréseket végeztünk. Méréseink eredményeit az 1. ábra szemlélteti. A függőleges tengelyen a detektált impulzusszámokat relatív egységekben ábrázoltuk. Az eredmények alapján a sugárforrásdetektor távolságot 20 mm-re választottuk. A szonda átmérője 50 mm, a mérésekhez 54 mm belső átmérőjű, 3 mm falvastagságú, hidegen hengerelt acélcsövet használtunk. A műszer elektronikájának blokksémája a 2. ábrán látható. A fotómultiplier anódjáról jövő impulzusokat egységnyi erősítésű, A impedancia-transzformátor juttatja kábelen keresztül a szondából az elektronikus indikáló egységbe, amely esetünkben hordozható ratemeter. A termikus neutronok befogásakor keletkező gamma kvantumokat a kristály szintén érzékeli, azonban a neutronoktól eredő impulzusok amplitúdója lényegesen nagyobb. A gamma sugárzás zavaró hatását a D amplitudó-diszkriminátor segítségével ki lehet zárni. A Pl potenciométerrel úgy kell beállítani a diszkriminációs szintet, hogy csak a neutronoktól származó, nagy amplitúdójú jelek juthassanak tovább. Az impulzusokat ezután az M monostabil multivibrátor uniformizálja, majd a formált jelek kerülnek az R ratemeter áramkörébe. A detektált impulzusok száma a G galvanométerről olvasható le. A P2 potenciométer segítségével a hitelesítő görbe meredeksége módosítható kis mértékben. Ezzel a kalibrációs görbe egy pontjának ismeretében mód nyílik a berendezés helyes működésének, stabilitásának ellenőrzésére. Az ellenőrzés a sugárforrást tartó konténerben történik, a paraffin moderátorról visszaszóródó lassú neutronokat detektáljuk. A ratemeter méréshatára 30 és 10 000 imp/sec között, 6 fokozatban állítható. Azr integrálási időállandó 2, 5 vagy 10 secundum. Az elektronika integrált áramkörökből áll. Aramforrásként tölthető nikkel-kadmium akkumulátor szolgál, a fotomultiplier működéséhez szükséges nagyfeszültséget tranzisztoros blockingoszcillátor szolgáltatja. A sugárforrás szálítása, tárolása 300 mm átmérőjű konténerben történik (3. ábra). A konténer belső magja tiszta paraffinnal van kiöntve a gyors neutronok lassítására, míg a külső fala mentén levő 20 mm vastag bór tartalmú paraffin réteg a lassú neutronok befogására szolgál.
