Advanced

Two-Dimensional Radiation Field Map of a Be-based Source

Söderhielm, Henrik LU (2017) FYSK02 20162
Nuclear physics
Department of Physics
Abstract
The aim of this project was to measure the profile of the radiation exiting an aperture of the Aquarium at the Source Testing Facility at the Division of Nuclear Physics at Lund University. So far, the outgoing beam of radiation at the aperture of the Aquarium has been assumed to be uniform. The radiation is produced by a Beryllium-based radioactive source and comes in the form of neutrons and γ-rays. Thermal neutrons were detected using a 3He proportional counter and γ-rays were detected using a Cerium-Activated Lanthanum Bromide scintillation detector. To form a two-dimensional map of the radiation, the detectors were placed at several different well-defined positions. The data obtained in the measurements that were performed showed that... (More)
The aim of this project was to measure the profile of the radiation exiting an aperture of the Aquarium at the Source Testing Facility at the Division of Nuclear Physics at Lund University. So far, the outgoing beam of radiation at the aperture of the Aquarium has been assumed to be uniform. The radiation is produced by a Beryllium-based radioactive source and comes in the form of neutrons and γ-rays. Thermal neutrons were detected using a 3He proportional counter and γ-rays were detected using a Cerium-Activated Lanthanum Bromide scintillation detector. To form a two-dimensional map of the radiation, the detectors were placed at several different well-defined positions. The data obtained in the measurements that were performed showed that the intensity of radiation indeed varies across the different positions. The ultimate goal of the project to which this thesis contributes is to create a simulation framework that provides a map of the radiation profile at the aperture of the Aquarium. This will facilitate precision studies of newly developed detector responses in the future. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Materia är uppbyggd av atomer. Atomer är uppbyggda av tre typer av partiklar: protoner, elektroner och neutroner. Neutronen är beståndsdelen som blev sist upptäckt. Elektronen upptäcktes av J.J. Thompson. Ernest Rutherford upptäckte att atomer har en positivt laddad kärna. Det här var bevis på protonens existens. Under Rutherfords tid så visste man redan om neutronen men det var inte förrän 1932 dess massa kunde beräknas av James Chadwick. Eftersom neutroner ej är laddade så interagerar dom inte elektromagnetiskt med materia. Detta medför att neutronen kan penetrera mycket djupt in i ett material och är därför utmärkt för materialforskning.

Neutroner har många tillämpningar i många industrier. Neutroner används i kärnreaktorer för att... (More)
Materia är uppbyggd av atomer. Atomer är uppbyggda av tre typer av partiklar: protoner, elektroner och neutroner. Neutronen är beståndsdelen som blev sist upptäckt. Elektronen upptäcktes av J.J. Thompson. Ernest Rutherford upptäckte att atomer har en positivt laddad kärna. Det här var bevis på protonens existens. Under Rutherfords tid så visste man redan om neutronen men det var inte förrän 1932 dess massa kunde beräknas av James Chadwick. Eftersom neutroner ej är laddade så interagerar dom inte elektromagnetiskt med materia. Detta medför att neutronen kan penetrera mycket djupt in i ett material och är därför utmärkt för materialforskning.

Neutroner har många tillämpningar i många industrier. Neutroner används i kärnreaktorer för att producera elektricitet. De håller fissionskedjereaktionen aktiv för att producera värme som sen omvandlas till elektrisk energi. Neutroner är också väldigt tillämpningsbara inom medicin. De används inom strålningsterapi för att behandla cancerpatienter. Eftersom neutroner är djupt penetrerande så används de också för att upptäcka kompositionen av olika material och dess struktur. Neutrondiffraktion kan t.ex. producera en bild av hur molekyler är uppbyggda.

Avdelningen för kärnfysik vid Lunds Universitet forskar med neutronkällor vid Source Testing Facility (STF). Vid STF utvecklas neutrondetektorer med strålning ifrån neutronkällor. Vid STF finns ett stort akvarium med ett ihåligt centrum som neutronkällan placeras i. Det finns fyra tunnlar som leder till öppna portar på sidorna av akvariet. Detektorer placeras framför dessa portar för analysera den utkommande strålningen. Hittills har det antagits att den utkommande strålningen från portarna utsträckts sig symmetriskt och homogent. Det här examensarbetet har undersökt hur detta strålningsfält varierar vid olika positioner.

Kunskap om detta strålningsfält kommer att möjliggöra bättre förståelse av mätningar gjorda med detektorer för att underlätta i deras utveckling. Mer arbete krävs för att erhålla en grundlig förståelse av detta strålningfält. Detta projekt har lagt grunden för fortsatt studie till att förstå hur strålningen varierar vid dessa portar. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Söderhielm, Henrik LU
supervisor
organization
course
FYSK02 20162
year
type
M2 - Bachelor Degree
subject
keywords
Nuclear Physics Particle Detectors Neutrons Gamma Rays European Spallation Source Lund University
language
English
id
8903292
date added to LUP
2017-02-20 12:12:21
date last changed
2018-07-02 16:46:36
@misc{8903292,
  abstract     = {The aim of this project was to measure the profile of the radiation exiting an aperture of the Aquarium at the Source Testing Facility at the Division of Nuclear Physics at Lund University. So far, the outgoing beam of radiation at the aperture of the Aquarium has been assumed to be uniform. The radiation is produced by a Beryllium-based radioactive source and comes in the form of neutrons and γ-rays. Thermal neutrons were detected using a 3He proportional counter and γ-rays were detected using a Cerium-Activated Lanthanum Bromide scintillation detector. To form a two-dimensional map of the radiation, the detectors were placed at several different well-defined positions. The data obtained in the measurements that were performed showed that the intensity of radiation indeed varies across the different positions. The ultimate goal of the project to which this thesis contributes is to create a simulation framework that provides a map of the radiation profile at the aperture of the Aquarium. This will facilitate precision studies of newly developed detector responses in the future.},
  author       = {Söderhielm, Henrik},
  keyword      = {Nuclear Physics Particle Detectors Neutrons Gamma Rays European Spallation Source Lund University},
  language     = {eng},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Two-Dimensional Radiation Field Map of a Be-based Source},
  year         = {2017},
}