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

Автор: Рязанов Дмитрий Константинович

58Fe(n, () 6,3 (22) 15,4 (35) 20 (60) 30 (80)

55Mn(n, () 6,8 (24) 16,7 (38) 21,6 (65) 32,7 (80)

93Nb(n, () 1,9 (4,3) 3,1 (6,7) 4,0 (11) 5,5 (13,8)

235U(n, f) 14 (51) 36 (78) 46 (132) 70 (160)

239Pu(n, f) 22 (68) 49 (100) 61 (162) 90 (195)

1/V(n, () 15 (53) 38 (77) 47 (129) 72 (155)

Для реакций 58Fe(n,(), 93Nb(n,(), 59Co(n,(), которые применяют при нейтронно-дозиметрическом сопровождении экспериментов, кадмиевое отношение даёт возможность оценки флюенса тепловых нейтронов.

Для получения спектров нейтронов определены активационные интегралы тех же реакций, что и в эксперименте 1988 года. На рис.7 показаны дифференциальные спектры нейтронов в представлении [f(Е)·Е, lgЕ] в интервале энергии нейтронов 0,5 эВ - 20 МэВ для воздушного заполнения каналов. Аналогичные спектры для каналов с водой показаны на рис 8. Спектры нормированы на единицу по интегральному потоку нейтронов с энергией более 3 МэВ.

Рис. 7. Спектры нейтронов в каналах с воздушном заполнении:

(-канал 4; ( - канал 11; (-канал 19; x-канал 21.

Рис. 8. Спектры нейтронов в каналах при водяном заполнении:

(- канал 4; ?- канал 11; (- канал 19; x- канал 21.

В каналах с водой спектры почти совпадают (влияние бериллия как замедлителя уменьшается), за исключением спектра в ближайшем к активной зоне канале 4.

Плотность потока нейтронов для разных интервалов энергий приведена в таблице 5 для каналов с воздухом, а в таблице 6 для каналов с водой. Данные соответствуют мощности реактора 90 МВт.

Таблица 5

Плотность потока нейтронов в каналах (воздух), см-2 с-1

Параметр 4 11 19 21

Ф ГР 4,62(1014 ((3) 2,98(1014 ((3) 1,04(1014 ((3) 8,16(1013 ((3)

Ф Т 3,58(1014((4) 2,67(1014((3) 9,47(1013((3) 7,67(1013((3)

ФНТ 4,73(1013((4) 1,38(1013((3) 4,04(1012((4) 2,12(1012((3)

Ф((0,1 МэВ) 7,05(1014((8) 8,79(1013((7) 1,66(1013((8) 8,17(1012((8)

Ф((0,5 МэВ) 3,93(1014((5) 4,73(1013((5) 8,80(1012((6) 4,20(1012((6)

Ф((1,0 МэВ) 2,32(1014((4) 2,72(1013((5) 5,09(1012((3) 2,40(1012((3)

Ф((3,0 МэВ) 4,82(1013((3) 5,48(1012((3) 1,03(1012((2) 4,81(1011((3)

Ф(0(20 МэВ) 1,99(1015 ((6) 5,50(1014 ((9) 1,63(1014 ((7) 1,12(1014 ((9)

Примечание. В скобках приведена неопределённость измерений в процентах.

Таблица 6

Плотность потока нейтронов в каналах (вода), см-2 с-1

Параметр канал 4 канал 11 канал 19 канал 21

Ф ГР 1,13(1015((4) 3,28(1014((3) 9,48(1013((3) 6,00(1013((3)

Ф Т 1,04(1015((3) 3,08(1014((3) 9,13(1013((3) 5,81(1013((3)

ФНТ 3,91(1013((3) 8,23(1012((3) 1,44(1012((3) 7,70(1011((3)

Ф((0,1 МэВ) 4,70(1014((16) 4,09(1013((12) 5,47(1012((14) 2,93(1012((16)

Ф((0,5 МэВ) 2,48(1014((16) 2,58(1013((10) 3,44(1012((12) 1,86(1012((15)

Ф((1,0 МэВ) 1,43(1014((10) 1,65(1013((7) 2,27(1012((8) 1,25(1012((10)

Ф((3,0 МэВ) 3,13(1013((3) 3,57(1012((3) 5,40(1011((4) 2,93(1011((5)

Ф(0(20 МэВ) 2,16(1015((11) 4,47(1014((7) 1,14(1014((12) 7,05(1013((15)

Примечание. В скобках приведена неопределённость измерений в процентах.

Сравнивая данные таблицы 5 (1994 г.) с данными таблицы 3 (1988г.), можно отметить увеличение плотностей потока тепловых и быстрых нейтронов в аналогичных каналах новой активной зоны после реконструкции реактора. Результаты эксперимента опубликованы в работах [18, 19].

Учитывая особую значимость работ по внутриреакторной спектрометрии в высокопоточных нейтронных полях, выполнен эксперимент по спектрометрии в активной зоне (ячейки 44, 52) и нейтронной ловушке (ячейки 2, 8, 21) реактора СМ. Облучение сборок ДНА проведено на пониженной мощности реактора. Использован тот же набор реакций, что и в эксперименте 1988 года. В связи с особыми условиями в этих точках, были разработаны специальные алюминиевые и кадмиевые капсулы небольших размеров, в которые помещались оптимизированные по массе наборы ДНА. Капсулы устанавливались в определённом порядке по высоте в тонкостенные трубки из нержавеющей стали, которые заполнялись гелием и герметично заваривались. Затем трубки специальным устройством загружались в ячейки АЗ и нейтронной ловушки. Облучение всех наборов ДНА проведено одновременно


загрузка...