Da die Neutronen elektrisch neutrale Teilchen sind, sind sie hauptsächlich starken Kernkräften ausgesetzt, jedoch keinen elektrischen Kräften. Daher ionisieren Neutronen nicht direkt und müssen in der Regel in geladene Teilchen umgewandelt werden, bevor sie nachgewiesen werden können. Im Allgemeinen muss jeder Typ von Neutronendetektor mit einem Konverter (um Neutronenstrahlung in übliche nachweisbare Strahlung umzuwandeln) und einem der herkömmlichen Strahlungsdetektoren (Szintillationsdetektor, Gasdetektor, Halbleiterdetektor usw.) ausgestattet sein.
Proportionalzähler werden häufig als Vorrichtung zum Erfassen geladener Teilchen verwendet. In Kernkraftwerken werden normalerweise gasgefüllte Proportionalzähler (BF 3 ) als Quellbereichsdetektoren verwendet. Diese Detektoren verwenden das Gas Bortrifluorid (BF 3 ) anstelle von Luft in der Kammer. Die einfallenden Neutronen produzieren Alpha-Partikel, wenn sie mit den Boratomen im Detektorgas reagieren. Die meisten (n, alpha) -Reaktionen von thermischen Neutronen sind 10B (n, alpha) -7Li- Reaktionen, die mit einer Gamma-Emission von 0,48 MeV einhergehen .
Darüber hinaus weist das Isotop Bor-10 einen hohen (n, alpha) Reaktionsquerschnitt entlang des gesamten Neutronenenergiespektrums auf . Das Alpha-Teilchen bewirkt eine Ionisierung innerhalb der Kammer, und ausgestoßene Elektronen verursachen weitere sekundäre Ionisierungen.
Die proportionale Zählerausgabe erfolgt in Form eines Impulses für jedes ionisierende Ereignis. Daher gibt es eine Reihe von zufälligen Impulsen, deren Größe Neutronen- und Gamma-ionisierende Ereignisse darstellt. Die Impulshöhe kann nur wenige Millivolt betragen, was zu niedrig ist, um ohne Verstärkung direkt verwendet zu werden. Der Diskriminator schließt den Durchgang von Impulsen aus, die kleiner als ein vorbestimmter Pegel sind. Die Funktion des Diskriminators besteht darin, Rausch- und Gamma-Impulse auszuschließen, deren Größe geringer ist als die von Neutronenimpulsen.
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