El trabajo está algo aislado: casi no hay estudios cercanos, el vecino más próximo está a una distancia de 0.535. Alrededor hay investigaciones sobre difracción de neutrones, dispersión, técnicas de detección de neutrones y detectores de centelleo. Pero todos tratan sobre neutrones térmicos, otros gases o geometrías diferentes. El contador esférico de nitrógeno para neutrones rápidos es un pionero aquí. Anteriormente se habían probado detectores similares con espectros continuos, pero nadie los había calibrado con un haz monoenergético.
El detector consiste en una esfera de aluminio de 30 cm de diámetro llena de nitrógeno a una presión de 1 bar. En su interior se encuentra el sensor ACHINOS de 11 ánodos: pequeñas esferas de acero inoxidable de 1 mm de diámetro situadas a 1.4 cm del centro. Cada ánodo tiene su propio preamplificador y digitalización. Los neutrones se produjeron en el acelerador tándem de Atenas mediante la reacción 7Li(p,n)7Be. El haz se colimó a través de orificios en polietileno borado. Las energías de los neutrones fueron: 0.75, 1.0, 1.425, 1.8, 2.22, 2.517 y 2.75 MeV. Para cada energía se midieron las amplitudes de los pulsos y los tiempos de subida.
Los neutrones se registraron mediante dos reacciones: 14N(n,p)14C y 14N(n,α)11B. Cada una produce su propio pico en el gráfico de amplitud frente a tiempo de subida. Para la reacción (n,p), el pico está ensanchado en tiempo debido al gran recorrido de los protones. Para la (n,α), el pico es compacto. La resolución energética fue del 3.1 al 5.0% para el canal alfa y de alrededor del 7% para el canal protónico. La energía reconstruida depende linealmente de la energía del haz. Para la reacción (n,α), la pendiente es 1.000±0.015, y para la (n,p), 0.83±0.10. Esto está dentro de los errores estadísticos.
La principal diferencia con los trabajos vecinos es la primera calibración cuantitativa de un contador esférico de nitrógeno con neutrones monoenergéticos. Antes solo se disponía de espectros continuos de fuentes. Ahora hay puntos de referencia. Esto demuestra que el detector puede funcionar como espectrómetro, no solo como contador. Además, la lectura individual de cada ánodo permite descartar eventos de fondo y mejorar la resolución.
Se podría aumentar la presión del nitrógeno para incrementar la eficiencia y reducir el efecto de pared. Ya hay experiencia trabajando hasta 1.8 bar. Se puede ampliar el rango de energías: el acelerador produce neutrones hasta 20.5 MeV. Sería interesante comprobar la respuesta a neutrones térmicos, donde la sección eficaz de captura del nitrógeno es tres órdenes de magnitud menor que la del helio-3, pero para algunas aplicaciones esto es aceptable.
El trabajo influirá en la dosimetría de neutrones en medicina, el control de materiales nucleares y la caracterización del fondo en laboratorios subterráneos para la búsqueda de materia oscura y la desintegración beta doble sin neutrinos.
Realizar mediciones a mayor presión de nitrógeno y con otras mezclas de gases. Investigar el comportamiento del detector a energías superiores a 2.75 MeV, donde aumenta la contribución de la reacción (n,α).
Para la física de neutrones sigue siendo un problema la espectroscopía precisa de neutrones rápidos en campos mixtos. El contador esférico de nitrógeno podría ofrecer una solución económica con buena resolución, pero es necesario comprender mejor la sistemática, especialmente el déficit balístico en el canal protónico.
El detector alcanzaba una ganancia estable solo 18 horas después de aplicar la alta tensión. La razón de esta lenta estabilización aún no está clara, pero después la ganancia se mantenía estable.