Создание и применение системы нейтронно-дозиметрического сопровождения экспериментов на исследовательских реакторах (27.04.2009)

Автор: Рязанов Дмитрий Константинович

3 6,41 10-9(( 4,0) 5,62 10-9(( 4,0)

4 5,55 10-9(( 4,0) 5,55 10-9(( 4,0)

5 4,82 10-9(( 4,0) 5,62 10-9(( 4,0)

6 4,18 10-9(( 4,0) 5,78 10-9(( 4,0)

7 3,59 10-9(( 4,0) 6,02 10-9(( 4,0)

8 2,92 10-9(( 3,8) 6,46 10-9(( 4,0)

Примечание. В скобках приведена погрешность расчёта в процентах.

В шестой главе изложены результаты эксперимента по определению энергетических спектров нейтронов, выполненного на реакторе нулевой мощности LR-0 (модель активной зоны энергетических реакторов ВВЭР-1000).

Реактор LR-0 создан совместно со специалистами РНЦ "КИ", Института ядерных исследований (Ржеж, Чехия) и исследовательского отдела завода энергетического машиностроения “Шкода ” (Пльзень, Чехия) с целью формирования моделей энергетических реакторов ВВЭР-440 и ВВЭР-1000 и экспериментального исследования нейтронно-физических характеристик, результаты которых используют для сопоставления с расчётными данными. Гибкая техническая конструкция позволяет смоделировать сектор активной зоны с углом 600 типа ВВЭР-1000 со всеми элементами реактора в радиальном направлении от центра активной зоны до биологической защиты.

Внутренний диаметр алюминиевого корпуса реактора 3,5 м, высота 6,5. Внутри корпуса установлены макет активной зоны, выгородка, тепловая защита. Стенка корпуса и биологическая защита размещены в отдельном помещении. Схема макета реактора ВВЭР-1000 показана на рис. 16.

Рис. 16. Схема макета реактора ВВЭР-1000 и позиций измерения

Активная зона состоит из 32 ТВС реактора типа ВВЭР-1000. Каждая ТВС состоит из 312 твэлов в треугольной решётке с шагом 12,75 мм и 18 поглощающих элементов, которые выполнены из карбида бора. Активная длина твэлов 1250 см. При этом используют урановое топливо с обогащением 1,6-4,4% по 235U. Роль вытеснителя состоит в моделировании плотности воды в зазоре между корпусом и шахтой при разной температуре. При работе реактора бак наполняют водой до уровня 30 см выше активной зоны. Концентрацию борной кислоты в воде можно устанавливать в пределах 0-12 г/л. В соответствии с требованиями безопасности допустима максимальная мощность 5 кВт в течение 1 ч, температура воды 70 0С и плотность потока тепловых нейтронов в центре АЗ при этом примерно 109 см-2 с-1.

Облучение нейтронно-активационных и делящихся (трековых) детекторов проводили в следующих точках (позициях) реактора (см. рис. 15);

Т-0 -сухой канал диаметром 73 мм в активной зоне (R = 947 мм);

Т-1 - канал в выгородке диаметром 130 мм (заполнение - вода) (R = 1620мм);

Т-2 -сухой канал диаметром 67 мм в вытеснителе около шахты (R=1848 мм);

Т-3 - передняя стенка модели корпуса реактора ВВЭР-1000 (R=2068 мм).

Расстояния R отсчитывали по радиусу от геометрического центра реактора ВВЭР-1000. Сборки с ДНА устанавливали в каналах Т-0, Т-1, Т-2 на середине высоты макета на уровне СПАЗ.

В канале Т-1 дополнительно проводили облучение ДНА с имитационной моделью контейнера с образцами-свидетелями, представляющей собой сборку из образцов Шарпи (на четырёх этажах по высоте). Наборы ДНА устанавливали на первом и четвёртом этаже образцов. Модель контейнера устанавливали в верхней части канала Т-1. Эта положение имитирует условия облучения образцов-свидетелей в канале выгородки энергетического реактора ВВЭР-1000, поз. Т-1М.

Низкая плотность потока быстрых нейтронов в каналах Т-1 и Т-2 и в поз. Т-3 не обеспечивает достаточной активации детекторов, что вызывает необходимость облучать ДНА с большой массой и проводить измерения при малых расстояниях между ДНА и детектором гамма-излучения. В этом случае введение поправок становится необходимой процедурой. Значение поправок в отдельных случаях достигало 20 %. Неопределённость измерения скорости реакций не превышает интервал (4–12) %. Данные приведены в табл. 16.

Таблица 16

Экспериментальные скорости (n,()-реакций в каналах Т-0, Т-1

(активационные детекторы без экрана и с экраном из кадмия)

Реакция Т-0

RR, с-1 Т-1

RR, с-1 Т-0 (Cd)

RR, с-1 Т-1 (Cd)

RR, с-1

176Lu(n,() 2,00·10-12

7,51 10-14

115In(n,() 2,84·10-13 3,95 10 –14 1,78 10-13

197Au(n,() 1,62·10-13 2,11 10 –14 1,25 10-13 7,24 10-15

93Nb(n,() 1,20·10-15

139La(n,() 4,72·10-15

1,02 10-15

59Co(n,() 1,76·10-14 4,72 10-15 5,83 10-15 2,23 10-16

63Cu(n,() 2,32·10-15 6,79 10-16 4,61 10-16 2,47 10-17

23Na(n,() 2,46·10-16 7,14 10-17 2,60 10-17 1,66 10-18

239Pu(n,f) –

2,78 10-14


загрузка...