MCNP [7]. Значения полного коэффициента умножения М рассчитаны из значе- ний коэффициента умножения нейтронов утечки ML, используя соотношение

где ν = 3,13. Это выражение может быть получено путем комбинации уравнений (14.13) и (14.16). Для образцов, рассмотренных на рис. 14.13, вероятность захвата рc незначительна. На графиках ясно видна разница между полным коэффициентом умножения М и коэффициентом умножения нейтронов утечки ML. В работе [8] содержится дополнительная информация по расчетам ML с помощью программы MCNP и информация по корректировке множественности совпадений на эффект размножения.

14.3.2 Спектр нейтронов утечки

Нейтроны, покидающие образец, имеют меньшую среднюю энергию по сравнению с первичными нейтронами, образованными при спонтанном делении или в реакциях (α,n). Нейтроны теряют энергию в образце из-за упругих столкновений с легкими ядрами или неупругих столкновений с тяжелыми ядрами. Контейнер, в котором находится образец, может также влиять на спектр утечки нейтронов. Как правило, он не является главным фактором. Если нет мешающих материалов, энергетический спектр регистрируемых детектором нейтронов представляет собой спектр нейтронов, выходящих из контейнера с делящимся материалом. Форма этого спектра может иметь значение при определении эффективности регистрации, как это описано в разделе 14.4.

Пример потери энергии нейтронов в образце, рассчитанный методом Мон- те-Карло по программе MCN [9], показан на рис. 14.14. Здесь приведен спектр нейтронов утечки из баллона с UF6 массой 2273 кг, в котором обогащение по 235U составляет 2,5 % [10]. Для расчетов предполагалось равномерное пространственное распределение нейтронов с энергией 1 МэВ, потому что энергетический спектр для толстой мишени 19F(α,n)22Na (см. рис. 14.10) в то время не был хорошо известен. На рис. 14.14 показано, что замедление нейтронов в большом баллоне с UF6 весьма значительно. Средняя энергия нейтронов утечки составляет 0,44 МэВ по сравнению со средней энергией первичного нейтрона 1,0 МэВ. Следует также отметить, что около 20 % первичных нейтронов не выходят из баллона из-за эффектов захвата нейтронов.

Другой пример расчета спектра нейтронов утечки, выполненный по программе MCNP [7], показан на рис. 14.15. Моделируемый образец представлял собой 800 г PuO2 плотностью 1,3 г/см3. Образец содержал 706 г плутония (10 % 240Pu) и 1 % воды. Цилиндрический образец имел 8,35 см в диаметре и 11,24 см по высоте. Гладкая кривая на рис. 14.15 — это спектр излучения нейтронов при спонтанном делении 240Pu (см. рис. 14.7 и уравнение (14.11)). Расчетный спектр нейтронов утечки в образце представляет гистограммное распределение с указанием погрешности 1σ. Средняя энергия спектра нейтронов утечки — 1,91 МэВ сравнима с величиной 1,93 МэВ для спектра излучения. Это показывает очень небольшое изменение энергетического спектра первичных нейтронов в материале PuO2. Небольшой подъем в спектре нейтронов утечки между 0,6 и 1,0 МэВ обусловлен неупругим рассеянием на ядрах плутония и упругим рассеянием на ядрах кислоро-

Ðèñ. 14.14. Спектр нейтронов утечки из баллона с UF6 массой 2273 кг (2,5% 235U) с равномерно распределенными источниками нейтронов с энергией 1 МэВ

Ðèñ. 14.15. Спектр нейтронов утечки из образца PuO2 массой 800 г (10% 240Pu). Предполагаются характеристики энергетического спектра как при спонтанном делении 240Pu. Первичные нейтроны равномерно распределены в объеме образца

да. Такой подъем должен увеличиваться с добавлением влаги. Для данного образца умножение нейтронов утечки составляет приблизительн о 1,04.