Министерство образования и науки Украины

Одесский национальный политехнический университет

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К курсовой работе по дисциплине

“Ядерное топливо и обращение с радиоактивными отходами ”

для подготовки бакалавров специальности

«ТЕХНОЛОГИЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ И ОБРАЩЕНИЯ С РАО»

Одесса онпу 2014

1. Цель и средства Курсовой работы.

1.1. Средствами достижения цели при решении поставленной типовой задачи являются:

- технические средства - персональная ЭВМ;

- программное обеспечение общего назначения: операционная система WINDOWS и пакет Microsoft Office в составе MS WORD (текстовый редактор) и MS EXCEL (электронные таблицы);

- настоящие методические указания.

2. Задание для работы и рекомендации по ее выполнению.

2.1. Постановка задачи. В хранилище радиоактивных отходов, размеры которого составляют: длина - 10 метров, ширина - 6 метров, находятся два (три) радиоактивных источника. Выполнить расчет таблицы значений мощности поглощенной дозы для точек, расположенных в узлах условной сетки, полученной в результате разбиения помещения хранилища с шагом 0,5 метра по длине и ширине на высоте 1 метра от пола.

Варианты индивидуальных заданий, форма и материал источников, координаты их расположения в хранилище, активности заданы в таблице 1 и выбираются в соответствии с вариантом задания.

Вид источника определяет его геометрическую форму: точечный (Т) или линейный (Л). В соответствии с формой источника выбирается методика расчета мощности дозы описанная в разделе 3.

В расчетах используется константа – (Г) - КЕРМА-ПОСТОЯННАЯ изотопа, определяемая материалом источника ( таблица 2).

Величина Г - керма-постоянная - характеризует мощность воздушной кермы от точечного источника активностью в 1Бк на расстоянии 1м в воздухе и имеет размерность, Гр м²/с Бк.

Керма (kerma - kinetic energy released in material) это отношение суммы первоначальных кинетических энергий всех ионизированных частиц в элементарном объеме к массе вещества в этом объеме.

Понятие кермы очень близко к понятию поглощенной дозы (отношение всей переданной энергии веществу в элементарном объеме к массе вещества в этом объеме).

Каждый из вариантов содержит точечный и линейный источники, которые лежат на полу.

Для упрощения расчетов считается, что линейный источник расположен параллельно одной из стен хранилища,

Варианты заданий к расчетно-графической работе Таблица 1

Характеристики источников

Вариант	Форма	Длина	Материал	Активность, Бк	Координаты, м
		Лин.ист.			x	y	z
0	Т		K - 40	2,2	8	3
	Л	0,7	Cz -137	8,8	1	4
1	Т Л	0,5	Na – 22 K - 40	2 35	5 6	5 3
2	Т		Na - 24	2	6	1
	Л	0,6	Cz -137	8,5	8	5
3	Т		K - 40	27	7	2
	Л	0,7	Na -24	1,5	9	1
4	Т		Na - 24	2,2	8	3
	Л	0,8	Co - 60	2,5	1	4
5	Т		Co - 60	1,4	9	3
	Л	0,9	Cz -137	8,8	3	5
6	Т		Cz -137	4,7	1	5
	Л	1,0	Na - 22	2,7	5	1
7	Т		Na - 22	2,3	2	1
	Л	1,1	Na - 24	1,3	7	3
8	Т		Na - 24	2,4	3	2
	Л	1,2	K - 40	49	9	5
9	Т		K - 40	42	4	3
	Л	1,3	Na - 24	1,7	7	4
10	Т		Na - 24	1,8	5	4
	Л	1,4	Co -60	2,3	6	2
11	Т		Co - 60	2,7	6	4
	Л	1,5	Cz - 137	6,6	4	5
12	Т Л	1,6	Cz – 137 Na - 22	9,8 2	7 2	1 3
13	Т Л	0,4	Na – 22 K - 40	2,1 37	5 1	5 1
14	Т Л	1,7	Na – 24 Cz -137	2,7 8,5	4 3	4 3
15	Т Л	1,8	K - 40 Na -24	24 1,6	3 5	3 4
16	Т Л	1,9	Na - 24 Co - 60	2,9 2,6	2 7	2 5

КЕРМА-ПОСТОЯННЫЕ ИЗОТОПОВ - Г Таблица 2

Изотоп	(Гр м2/с Бк) * 10-18
Na-22	77,67
Na-24	118,8
K - 40	5,07
Co-60	84,63
I-131	14,1
Cz-137	21,24

Результатом расчета является таблица значений мощностей дозы для узловых точек хранилища с указанием их координат. Также требуется программно определить и вывести координаты помещения, где мощность дозы максимальна и координаты, где мощность дозы минимальна.

Необходимо построить план хранилища в масштабе с изображением, находящихся в нем источников.

По результатам расчета таблицы построить графики изменения мощности дозы на высоте 1 метра от пола.

2.2. Алгоритм расчета и рекомендации к организации программы. Исходные данные, используемые в расчете удобно задать в виде электронной таблицы.

Для хранения численных значений мощности дозы в каждом узле сетки в таблице следует сформировать двумерный массив чисел размерностью

M x N, где M, N - количество вертикальных и горизонтальных линий в сетке. Предварительные значения M, N вычисляются по формулам

M = X / D + 1 , N = Y / D + 1 ,

где X- длина одной из стен помещения, м,

Y - длина другой стены, м,

D- шаг условной сетки, накладываемой на план помещения, м. В данном задании - 0,5 метра.

На рис.1 представлен пример схемы алгоритма вычисления мощности дозы в каждом узле условной сетки.

Ниже рассмотрены основные зависимости для расчета мощности дозы гамма-излучения различных источников суммарной активностью А, равномерно распределенной по объему, поверхности или длине. При этом не учитывается самопоглощение и многократное рассеяние в источнике. В формулах точка расчета мощности дозы находится на высоте h от уровня пола хранилища. Xk, Yk - координаты точки условной сетки, в которой вычисляется мощность дозы.