ISSN 2227-9490
1.png
Издается при поддержке Научного совета РАН по изучению и охране культурного и природного наследия,
Проблемной комиссии РАН "Хронобиология и хрономедицина" и Российского философского общества

Powered by Scientific Council for Study and Protection of Cultural and Natural Heritage,
Problem Commission ‘ Chronobiology and Chronomedicine’, Russian Academy of Sciences, and Russian Philosophical Society

ЭЛЕКТРОННОЕ НАУЧНОЕ ИЗДАНИЕ
АЛЬМАНАХ ПРОСТРАНСТВО И ВРЕМЯ
[Elektronnoe nauchnoe izdanie Al'manakh Prostranstvo i Vremya]

Electronic Scientific Edition
Almanac Space and Time
[e-Almanac Space and Time]

Часть издательского проекта “Пространство и Время” 
The part of the "Space and Time" Рublishing Рroject
 
 АЛЬМАНАХ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ 

5a50100d3b3ed160c8beb3bb.png FB.png

УСПЕХИ МОЛОДЫХ ИССЛЕДОВАТЕЛЕЙ:
МОЛОДЁЖНЫЙ ПРОЕКТ ДЛЯ ТЕХ, КТО ДЕЛАЕТ ПЕРВЫЕ ШАГИ В НАУКЕ

ПРЕСС-РЕЛИЗ совместного проектаФилософского факультета МГУ имени М.В. Ломоносова,Московского общества испытателей природы при МГУ имени М.В. Ломоносова,Федерального государственного бюджетного научного учреждения«Институт стратегии развития образования Российской академии образования»и «Электронного научного издания Альманах Пространство и Время»в рамках подготовки и проведенияXIX Всемирного фестиваля молодежи и студентов в РоссииФедерального государственного бюджетного научного учреждения  «Институт стратегии развития образования Российской академии образования», Российского университета дружбы народов, Московского общества испытателей природы при МГУ имени М.В. Ломоносова и «Электронного научного издания Альманах Пространство и Время»  в рамках подготовки и проведения  XIX Всемирного фестиваля молодежи и студентов в России
пр_en1.png

Закрыть
Логин:
Пароль:
Забыли свой пароль?
Регистрация
  Войти      Регистрация



Войти в корпоративную почту как автор/член редколлегии/рецензент журнала

Логин:

@j-spacetime.com

Пароль:

(что это)

Крымский философский клуб

Крымский травник

Каспийский Диалог 2016



ТЕОРИИ, КОНЦЕПЦИИ, ПАРАДИГМЫ / THEORIES, CONCEPTIONS, PARADIGMS / THEORIEN, KONZEPTIONEN, PARADIGMEN

»   2018. Том 16. Выпуск 1-2

DOI 10.24411/2227-9490-2018-11023

Кацер Ю.Д., Козицин В.О., Коцоев К.И., Фролов А.Ю
Исследование влияния объектов различной геометрии и из различных материалов на рассеяние нейтронов

Кацер Юрий Дмитриевич, инженер-физик (ядерные реакторы и материалы), аспирант, Сколковский институт науки и технологий
ORCID IDhttps://orcid.org/0000-0002-5468-4079
E-mail: yuriy-d-katser@j-spacetime.com; katseryuriy@gmail.com

Козицин Вячеслав Олегович, инженер-физик (ядерные реакторы и материалы), аспирант, Сколковский институт науки и технологий
ORCID IDhttps://orcid.org/0000-0002-0770-9798 
E-mail: vyacheslav-o-kozitsin@j-spacetime.com; rfptk2525@yandex.ru

Коцоев Константин Игоревич, инженер-физик (ядерные реакторы и материалы), аспирант, МГТУ им. Н.Э.Баумана
ORCID IDhttps://orcid.org/0000-0002-5081-8818 
E-mail: konstantin-i-kotsoev@j-spacetime.com; kotsoevk@mail.ru 

Фролов Алексей Юрьевич, инженер-физик (ядерные реакторы и материалы), аспирант, МГТУ им. Н.Э.Баумана
ORCID IDhttps://orcid.org/0000-0003-1965-7339 
E-mail: alexey-yu-frolov@j-spacetime.com; rfptk2525@yandex.ru

Высокоэнергетические нейтроны, ввиду отсутствия у них заряда, обладают большой проникающей способностью. Проходя через некоторый объект и взаимодействуя с ядрами его вещества, нейтроны рассеиваются, то есть изменяют направление движения, и теряют часть кинетической энергии. В зависимости от геометрии и материала исследуемого объекта получаются разные картины рассеянных нейтронов. В перспективе возможно появление компактных нейтронных детекторов, на основе которых можно будет создавать нейтроночувствительные поверхности. Это позволит получать картины пространственного распределения нейтронов, рассеянных при прохождении через предметы. В данной работе с помощью ПК MCU-FREE были получены и проанализированы флюенсы нейтронов с гипотетических нейтроночувствительных поверхностей. Нейтроны рассеивались на объектах различных форм и из различных материалов. В работе продемонстрировано влияние геометрии исследуемого объекта и его материала на картину рассеяния нейтронов.

Ключевые слова: флюенс; нейтроны; нейтроночувствительные поверхности; спектр нейтронов; рассеяние нейтронов.

Цитирование по ГОСТ Р 7.0.11—2011:

Кацер, Ю. Д., Козицин, В. О., Коцоев, К. И., Фролов, А. Ю. Исследование влияния объектов различной геометрии и из различных материалов на рассеяние нейтронов [Электронный ресурс] / Ю.Д. Кацер, В.О. Козицин, К.И. Коцоев, А.Ю. Фролов // Электронное научное издание Альманах Пространство и Время. — 2018. — Т. 16. — Вып. 1—2. — Стационарный сетевой адрес: 2227-9490e-aprovr_e-ast16-1_2.2018.24. DOI 10.24411/2227-9490-2018-11024.




DOI 10.24411/2227-9490-2018-11024

Katser Yu.D., Kozitsin V.O., Kotsoev K.I., Frolov A.YuStudy in Influence of Various Geometries and Various Materials Objects on Neutron Scattering

Yuriy D. Katser, M.Sc. (Nuclear Reactors and Materials), engineer-physicist, postgraduate student at Skolkovo Institute of Science and Technology
ORCID IDhttps://orcid.org/0000-0002-5468-4079
E-mail: yuriy-d-katser@j-spacetime.com; katseryuriy@gmail.com

Vyacheslav O. Kozitsin, M.Sc. (Nuclear Reactors and Materials), engineer-physicist, postgraduate student at Skolkovo Institute of Science and Technology
ORCID IDhttps://orcid.org/0000-0002-0770-9798 
E-mail: vyacheslav-o-kozitsin@j-spacetime.com; rfptk2525@yandex.ru

Konstantin I. Kotsoev, M.Sc. (Nuclear Reactors and Materials), engineer-physicist, postgraduate student at Moscow Bauman State Technical University
ORCID IDhttps://orcid.org/0000-0002-5081-8818 
E-mail: konstantin-i-kotsoev@j-spacetime.com; kotsoevk@mail.ru

Alexey Yu. Frolov, M.Sc. (Nuclear Reactors and Materials), engineer-physicist, postgraduate student at Moscow Bauman State Technical University
ORCID IDhttps://orcid.org/0000-0003-1965-7339 
E-mail: alexey-yu-frolov@j-spacetime.com; rfptk2525@yandex.ru

High-energy neutrons, due to their lack of charge, have a great penetrating power. This fact allows using them, for example, to penetrate into containers without opening them. Passing through some object and interacting with the nuclei of its substance, neutrons scatter, change the direction of motion, and lose some of the kinetic energy. Depending on the geometry and material of the object being studied, different patterns of scattered neutrons are obtained. In the nearest future creation of compact neutron detectors will make possible to create neutron-sensitive surfaces. This will make it possible to obtain pictures of the spatial distribution of neutrons scattered as they pass through objects.

In our study, we obtained and analysed fluencies of neutrons registered on hypothetical neutron-sensitive surfaces using programming code MCU-FREE. We simulated neutrons’ scattering at objects of small geometric dimensions (10¸15 cm) of different geometries: a sphere, a cube, a pyramid with a square base in a confined space of small dimensions (20×20×20 cm). In our experiment, we used water, aluminium, iron and copper. As a result of the simulation, we obtained diagrams of normalized fluencies (the ratio of the fluencies that came to detector element in the presence of the object under study and in its absence) of neutrons of different energies for hypothetical neutron-sensitive surfaces. They clearly showed that as the size of the sphere increases, the intensity of the neutron flux falling on the upper neutron-sensitive surfaces decreases. The scattered neutron pattern on the lateral detection plate shifts to its center. Our experiment also showed the dependence of scattered neutron pattern on the object orientation in space. For a pyramid with downward oriented base, there is a noticeable trace in the middle of picture from the lateral surface, and a less noticeable trace from the bottom at the bottom. For inverted pyramid, the trail from side surfaces is shifted upward, and there is a more obvious trace from the base. For spheres of light materials, such as water and aluminum, the center of images from the side detectors is shifted to the top of the plate. As the atomic number of the material increases, the center of the images shifts in the opposite direction. We suppose this is a consequence of the fact that the average angle of deviation of the trajectory of neutron motion in elastic scattering increases with increasing the mass of nuclei that make up the material. Therefore, for heavier materials, more neutrons are scattered to the side opposite to the direction of their initial motion. We also simulate the energy redistribution of neutrons that have passed through objects of different thicknesses made of different materials. For iron and aluminum, we observed a small number of neutrons retarded to thermal energies, but a large number of neutrons, with an energy close to the original one. And for a lighter material, the neutron spectrum has a pronounced maximum in the region of thermal neutrons. We associate this with the value of the micro-cross sections for elastic scattering, which is known to be greater for water (hydrogen and oxygen) than for iron and aluminum. Thus, from the magnitude of the variation in the fluence and the energy spectrum of neutrons, one can judge the material of the object.

Thus, wе demonstrated the possibility of determining the size, location, shape and material of the hidden objects, by processing information about neutrons scattering which is obtained from neutron-sensitive surfaces. We conclude that to restore information about the form, material and location of various objects, it is necessary to create databases on the characteristic patterns of scattering of neutrons by them. In the long term, such method could use, for example, to search for people under debris during rescue operations.

Keywords: neutrons; fluency; neutron-sensitive surfaces; neutron spectrum; neutron scattering.

Cite MLA 7:

Katser, Yu. D., V. O. Kozitsin, K. I. Kotsoev, and A. Yu. Frolov. "Study in Influence of Various Geometries and Various Materials Objects on Neutron Scattering." Electronic Scientific Edition Almanac Space and Time 16.1—2 (2018). Web. <2227-9490e-aprovr_e-ast16-1_2.2018.24>. DOI 10.24411/2227-9490-2018-11024. (In Russian).


Список литературы / References