Учебное пособие по курсу Ядерная безопасность для студентов, обучающихся по направлению Ядерная энергетика и теплофизика
 Скачать 5.76 Mb.
|
7.4 Коэффициенты накопления подпороговых нейтроновБыстрые нейтроны представляют наибольшую опасность, однако вклад в дозу тепловых нейтронов, возникающих при замедлении быстрых в материале защиты, также может быть значителен, и его во многих случаях необходимо учитывать. Для учета разработана система коэффициентов накопления подпороговых нейтронов (т.е. нейтронов с энергиями ниже некоторого порога, после которого их уже не рассматривают как быстрые нейтроны). Определяют коэффициент накопления подпороговых нейтронов  где  - мощность дозы, создаваемая быстрыми нейтронами,  - мощность дозы от подпороговых нейтронов, d – расстояние от источника, Епор – пороговая энергия, ниже которой нейтроны считаются медленными.Эти коэффициенты также получают либо в измерениях, либо в точных расчетах. Пример зависимости коэффициента накопления от толщины двухслойной защиты из железа и серпентинитового бетона дан на рисунке 7.2 для двух толщин слоя железа. С использованием коэффициента накопления подпороговых нейтронов мощность дозы на расстоянии d от источника записывается следующим образом.  Где - мощность дозы, создаваемая быстрыми нейтронами на расстоянии d от источника. Она может быть рассчитана, например, по методу длин релаксации.  Рисунок 7.2 - Зависимость от расстояния коэффициента накопления подпороговых нейтронов Двухслойная защита железо – серпентинитовый бетон. 1 – слой железа 40 см; 2 – слой железа 15 см. На рисунке 7.2 в качестве защитного материала упоминается серпентинитовый бетон. Серпентинит – один из часто используемых защитных материалов. Его состав следующий: SiO2 – 44.6% MnO – 29.9% H2O – 12.0% Fe2O3 – 6.4% Al2O3 – 3.3% 7.5 Вторичное гамма-излучение в защитеПо мере прохождения защитного слоя поток нейтронов ослабляется в результате захвата нейтронов ядрами материала. Данный захват называют реакцией (n,). В результате реакции возникает вторичное гамма излучение, от которого, в свою очередь нужно защищаться. Отношение мощности дозы от гамма-излучения к мощности дозы от нейтронов растет по мере продвижения вглубь защиты (см. рис.7.3). При некоторой толщине d0 для легких ядер это отношение превосходит единицу. Для воды d0 =36 см. Для тяжелых материалов типа железа отношение остается меньше единицы.  Рисунок 7.3 - Схематическое представление зависимости отношения мощности дозы от к мощности дозы от нейтронов от расстояния вглубь защиты Учитывая, что легкие материалы типа воды являются наилучшими для ослабления нейтронов, наиболее хорошая защита это комбинация легких и тяжелых материалов в виде смеси или гетерогенной компоновки (см. рис. ниже).   В гетерогенной компоновке, показанной на рисунке, нейтроны замедляются, затем захватываются в слое бора. Бор хорош тем, что практически не дает вторичных гамма квантов. Затем идет слой железа, ослабляющий гамма излучение, возникшее в зоне воды. Далее еще слой бора для поглощения нейтронов, возвращающихся из 2-го слоя воды в железо, и еще слой воды. 7.6 Коэффициент отражения (Альбедо)Альбедо определяет отражающие свойства тела:   Учет отраженного излучения важен в некоторых задачах защиты. Величины альбедо для быстрых нейтронов двух энергий приведены ниже. Таблица 7.4 - Величина альбедо для некоторых материалов.
Помнить об отраженном излучении следует при организации защитных экранов, которые снижают «прямые прострелы», но могут не помочь в защите от отраженного излучения. |