Walidacja — licznik neutronów termicznych
cps=flux×area×eff×mod; total=n+gamma; flux↑→cps↑; flux=0→cps=0; mod↓→cps↓; gas_gain↑→V↑.
✓
10/10 asercji zdanych
Walidacja: ✓ ZALICZONA
Obliczono: 2026-07-08 02:28:39 UTC · PHP 8.1.2-1ubuntu2.24
Niezmienniki fizyczne
| Stan | Asercja | Wynik | Oczekiwane |
|---|---|---|---|
| ✓ | neutron_cps > 0 dla flux=2.5 n/cm²/s (licznik neutronów termicznych) Licznik He-3 lub BF3: n_rate = φ × A_det × ε × f_mod; φ=2.5→n_cps > 0 (detekcja termiczna). |
neutron_cps = 9.9000 cps | > 0 |
| ✓ | neutron_cps = flux × area × eff/100 × mod_factor cps = φ [n/cm²/s] × A [cm²] × ε [fraction] × f_moderator; model przekrojowy dla licznika He-3. |
9,9 cps | 9,9 cps |
| ✓ | total_cps = neutron_cps + gamma_background_cps = neutron+10 Całkowite zliczenia = neutrony + tło gamma; w praktyce gamma_background odróżniany przez PSD lub ołów. |
19,9 cps | 19,9 cps |
| ✓ | neutron_fraction_pct < 100 gdy gamma_background=10 cps Gdy tło gamma > 0, frakcja neutronowa < 100%; filtracja tła kluczowa w środowiskach promieniowania. |
neutron_fraction = 49.75% | < 100% |
| ✓ | neutron_cps(flux=100) > neutron_cps(flux=1): wyższy strumień → więcej zliczeń Zliczenia n ∝ φ: liniowa zależność od strumienia neutronów; kalibracja licznika z mierzonym φ. |
cps(100)=396.00 > cps(1)=3.96 | > |
| ✓ | neutron_fraction(flux=100) > neutron_fraction(flux=1): wyższy φ → więcej sygnału Tło gamma stałe; wyższy strumień neutronów → wyższy SNR; kluczowe dla pomiaru w tle gamma. |
frac(100)=97.54% > frac(1)=28.37% | > |
| ✓ | neutron_cps = 0 dla flux=0 (brak neutronów → brak zliczeń) Licznik pasywny: cps_n = 0 gdy φ=0; tło gamma pozostaje (total=gamma_background); warunek graniczny. |
0 cps | 0 cps |
| ✓ | neutron_cps(mod=0.5) < neutron_cps(mod=1.0): słabszy moderator → mniej zliczeń Moderator_factor ∈ [0,1]: 1.0 = pełna moderacja; 0.5 = połowa efektywności (mniej termalizacji). |
cps(mod=0.5)=19.800 < cps(mod=1.0)=39.600 | < |
| ✓ | proportionalCounterPulse: pulse_mv > 0 dla ion_pairs=100 V = N_ion × e × G / C; N_ion=100, e=1.6e-19C, G=1000 (gas gain), C=10pF → impuls mV; detekcja fotonów. |
pulse_mv = 1.6022 mV | > 0 |
| ✓ | pulse_mv(gain=10000) > pulse_mv(gain=100): wyższy gas gain → wyższy impuls napięciowy Wzmocnienie gazowe G: lawinowe wyładowanie e-ów w polu radialnym; G=10^3-10^4 dla licznika proporcjonalnego. |
mV(10000)=16.0218 > mV(100)=0.1602 | > |
Porównanie z benchmarkami
Benchmarki sprawdzają przeliczenie strumienia neutronów na cps oraz podstawowy rachunek impulsu w liczniku proporcjonalnym.
| Benchmark | Wynik modelu | Punkt odniesienia | Ocena |
|---|---|---|---|
| Zliczenia neutronowe: flux × area × efficiency × moderator To główny benchmark licznika termicznego: jednostki strumienia i powierzchni muszą dać cps. |
9.9000 cps | 9.9000 cps | Jakościowy ✓ |
| Całkowite zliczenia to neutrony plus tło gamma Benchmark pokazuje, że tło gamma nie jest wliczane do sygnału neutronowego, tylko do całości. |
9.9000 + 10 = 19.9000 cps | 19.9000 cps | Jakościowy ✓ |
| Strumień neutronów działa monotonicznie na zliczenia i frakcję neutronową Przy stałym tle gamma większy strumień poprawia sygnał i udział neutronów w zliczeniach. |
cps 1→100: 3.96→396.00; frac 28.37→97.54% | obie wartości rosną | Jakościowy ✓ |
| Słabszy moderator zmniejsza zliczenia neutronowe Benchmark sprawdza parametr efektywności moderacji, który jest częścią wyniku wejściowego. |
mod 1,0: 39.600; mod 0,5: 19.800 cps | mod 0,5 < mod 1,0 | Jakościowy ✓ |
| Impuls proporcjonalny rośnie z gas gain Druga część walidacji obejmuje elektronikę gazowego licznika proporcjonalnego. |
gain 100: 0.1602 mV; gain 10000: 16.0218 mV | gain 10000 > gain 100 | Jakościowy ✓ |
Kontekst metodologiczny:
Model jest kalibracją pierwszego rzędu: powierzchnia, efektywność i moderacja zamieniają strumień na częstość zliczeń, a część impulsowa sprawdza tylko skalowanie ładunku z wzmocnieniem gazowym. Pełne widmo, PSD i odpowiedź energetyczna detektora są poza zakresem tej strony.
Zakres walidacji
Sprawdzone: cps>0, cps=flux×A×ε×mod, total=n+γ, frac<100%, flux↑→cps↑, flux↑→frac↑, flux=0→cps=0, mod↓→cps↓, pulse>0, gain↑→pulse↑.
Dane źródłowe i granice precyzji
Aktywacja, łańcuchy i przekroje neutronowe
| Co-60 | ENDF/B: tak; JEFF: tak; FISPACT: tak |
|---|---|
| Mn-56 | ENDF/B: tak; JEFF: tak; FISPACT: tak |
| Na-24 | ENDF/B: tak; JEFF: tak; FISPACT: tak |
| Cs-137 | ENDF/B: tak; JEFF: tak; FISPACT: tak |
| Co-59 (n,gamma) | selektywna baza ENDF/B MF=3: σ(1 MeV)=0.0062 b; termiczne wartości presetów pozostają osobnym źródłem |
| Mn-55 (n,gamma) | selektywna baza ENDF/B MF=3: σ(1 MeV)=0.0031 b; termiczne wartości presetów pozostają osobnym źródłem |
| Na-23 (n,gamma) | selektywna baza ENDF/B MF=3: σ(1 MeV)=2.300e-4 b; termiczne wartości presetów pozostają osobnym źródłem |
| Przekroje grupowe | JEFF-4.0 293 K: Co-59 MT=102 σ(1 MeV)=0.0063 b; FISPACT ENDFB81 293 K: Co-59 MT=102 σ(1 MeV)=0.0063 b; parser TAB1/MF=3 jest gotowy do audytu, ale nie wykonuje kondensacji widmowej |
| Materiały presetowe | nie powinny być rozszerzane ręcznymi stałymi, dopóki dostępne źródła przekrojów nie są zaimportowane i testowane |
Co to wnosi: już teraz można walidować rozpady produktów aktywacji między ENDF/JEFF/FISPACT. Nowe materiały i widma neutronowe wymagają osobnego importu przekrojów grupowych.
Audyt modelu: Licznik neutronów termicznych
Kalkulator pokazuje bilans zliczeń w liczniku neutronów termicznych: zdarzenia neutronowe, tło oraz uproszczony wkład gamma. Wynik koncentruje się na interpretacji udziałów sygnału i tła, a nie na konstrukcji detektora.
Najważniejsze uproszczenia
- Wydajność jest parametrem dydaktycznym, nie charakterystyką konkretnej sondy.
- Nie liczy moderacji, geometrii źródła ani energii neutronów.
- Nie podaje konfiguracji stanowiska pomiarowego z realnym źródłem neutronów.
Co można liczyć dokładniej
- Dodać wariant porównujący licznik z moderatorem i bez moderatora na danych syntetycznych.
- Dodać propagację niepewności dla sygnału netto i udziału tła.
- Połączyć z wizualizacją dyfuzji i albedo neutronów.