Семинар №3

Неоднородности в защите. Компонента прямой видимости для прямого цилиндрического канала, насквозь пронизывающего слой защиты

2

1

Рис. 1. Составляющая прямой видимости плотности потока ионизирующего излучения (нейтронов или -квантов) для прямого цилиндрического канала в зависимости от относительного расстояния от излучающей поверхности (поверхностная мощность источника 1/(см²·с):

1– по зависимости ; 1– по зависимости

При отличия в оценках по указанным зависимостям не превышают (2…3)%.

Рис. 2. Нормированная на мощность поверхностного источника составляющая прямой видимости плотности потока ионизирующего излучения (нейтронов или -квантов) для прямого цилиндрического канала в зависимости от относительного расстояния от излучающей поверхности:

1– ; 2–

Задача 1:

В защитной композиции горизонтальный канал D=15 cм длиной L=230 cм вплотную примыкает к боковой поверхности активной зоны ядерного реактора. С боковой поверхности активной зоны в направлении канала распространяются быстрые нейтроны с энергией E_n=0,5 МэВ. Удельная поверхностная мощность источника быстрых нейтронов N₀=10¹⁴ 1/(см²с). Определить время экспозиции (выдержки) образца корпусной стали 15Х2НМФА реактора ВВЭР до достижения критического флюенса Φ_t=3,0·10²² 1/см². Образец конструкционного материала расположен на расстоянии z=5 см от боковой поверхности активной зоны.

Решение: при изотропном угловом распределении плоского источника =5,89·10¹³ 1/(см²с). Тогда время экспозиции составит T=5,1·10⁸ c. (16 лет).

Элементная база радиоэлектронных приборов: критический флюенс быстрых нейтронов составляет Φ_t=10¹²…10¹³ 1/см².

=5,3·10⁹ 1/(см²с). Z=230 см. N₀=10¹³ 1/(см²с).

Тогда время экспозиции составит T=2·10³ c. (33 мин).

Задача 2: Определить необходимые размеры свинцовой пробки, закрывающей канал, для обеспечения радиационной безопасности персонала по отношению гамма-излучения с условной средней энергией 4 МэВ. Удельная поверхностная мощность источника гамма-квантов составляет N₀=10¹³ 1/(см²с). Угловое распределение плоского источника считать изотропным.

Решение: при изотропном угловом распределении плоского источника плотность потока гамма-квантов в точке z=230 см без свинцовой пробки составит =5,31·10⁹ 1/(см²с).

При наличии свинцовой пробки

Мощность дозы гамма-излучения, мкЗв/с

Дозовый фактор накопления для слоя свинца (пробки)

Для энергии - квантов 4 МэВ константы в формуле Тейлора для свинца:

Задача 3: Определить необходимые размеры пробки из чугуна, закрывающей канал, для обеспечения радиационной безопасности персонала по отношению к быстрым нейтронам с энергией больше 1,5 МэВ. Удельная поверхностная мощность источника быстрых нейтронов составляет N₀=10¹³ 1/(см²с). Угловое распределение плоского источника считать изотропным.

Решение: при изотропном угловом распределении плоского источника плотность потока быстрых нейтронов в точке z=230 см без свинцовой пробки составит =5,31·10⁹ 1/(см²с).

При наличии пробки из чугуна мощность эквивалентной дозы в точке детектирования z=230 см определяется из выражения

;

ΔFe=154,2 см