Espectrómetro de neutrones anidado

El espectrómetro de neutrones anidado (NNS) es un instrumento utilizado en la espectroscopia de neutrones . El NNS se emplea para medir el espectro energético de los neutrones en un campo de neutrones. Este tipo de detector se utiliza tanto en centros de investigación (para la caracterización de campos de neutrones) como en lugares de trabajo donde puede haber radiación de neutrones, con fines de protección radiológica . ^{[ 1 ]} Debido a la dificultad asociada con la detección de neutrones , el NNS es uno de los pocos equipos capaces de determinar con precisión las características de un campo de neutrones.

El NNS funciona bajo el mismo principio que un espectrómetro de neutrones de esfera de Bonner . ^{[ 2 ]} La parte sensible del espectrómetro es el contador proporcional de helio-3 , que detecta neutrones a través de la reacción ³ He(n,p) ³ H. Esta reacción particular tiene una sección transversal significativa solo a energías de neutrones térmicos. Para que se detecten neutrones de mayor energía, sus energías deben disminuirse o "moderarse". Para ralentizar los neutrones a energías más altas, el NNS utiliza diferentes cantidades de polietileno de alta densidad (HDPE). El contador proporcional de helio-3 está rodeado por cantidades variables de HDPE para muestrear diversas regiones de energía del campo de neutrones. El NNS estándar tiene siete cilindros de HDPE que están anidados, de forma similar a las muñecas rusas, para medir neutrones de energías cada vez mayores.

A continuación se muestran los espectros de dos fuentes de calibración estándar medidas por el NNS. ^{[ 3 ]} El espectro medido (azul) se compara con el espectro estándar ISO (rojo). Ambas mediciones se realizaron en las instalaciones de baja dispersión del NIST en Washington, D.C.