The 21 reference contexts in paper D. Komar I., S. Kutsen A., Д. Комар И., С. Кутень А. (2017) “ВЛИЯНИЕ РАССЕЯННОГО НЕЙТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОВЕРОЧНОЙ УСТАНОВКИ НЕЙТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ УПН-АТ140 // INFLUENCE OF SCATTERED NEUTRON RADIATION ON METROLOGICAL CHARACTERISTICS OF АТ140 NEUTRON CALIBRATION FACILITY” / spz:neicon:pimi:y:2017:i:1:p:23-31

  1. Start
    7884
    Prefix
    Keywords: Monte Carlo simulation, radionuclide neutron source, fields of neutron radiation, collimator, shadow cone method. DOI: 10.21122/2220-9506-2017-8-1-23-31 Введение При проведении испытаний средств измерений нейтронного излучения широко используются радионуклидные источники быстрых нейтронов
    Exact
    [1, 2]
    Suffix
    . В метрологическом обеспечении средств измерений нейтронного излучения в качестве эталонов широкое распространение получили установки с полем излучения, создаваемым радионуклидными источниками нейтронов.
    (check this in PDF content)

  2. Start
    8551
    Prefix
    нейтронное поле создается источником нейтронов, размещенном в контейнере-коллиматоре (коллимированная геометрия), и установки с отсутствующими вблизи источника рассеивателями (открытая геометрия). Наиболее существенным фактором, влияющим на энергетическое распределение нейтронного излучения, является рассеянное излучение, возникающее в помещении, где размещается установка
    Exact
    [3–5]
    Suffix
    , а также ослабление прямого и рассеянного нейтронного излучения воздухом [6]. В общем случае для коллимированной геометрии значение величины плотности потока или амбиентного эквивалента мощности дозы можно представить как сумму вкладов от трех источников: от прямого излучения источника нейтронов, размещенного в начале координат (центр источника); от источника, характеризующего рассея
    (check this in PDF content)

  3. Start
    8633
    Prefix
    Наиболее существенным фактором, влияющим на энергетическое распределение нейтронного излучения, является рассеянное излучение, возникающее в помещении, где размещается установка [3–5], а также ослабление прямого и рассеянного нейтронного излучения воздухом
    Exact
    [6]
    Suffix
    . В общем случае для коллимированной геометрии значение величины плотности потока или амбиентного эквивалента мощности дозы можно представить как сумму вкладов от трех источников: от прямого излучения источника нейтронов, размещенного в начале координат (центр источника); от источника, характеризующего рассеянное в контейнере-коллиматоре излучение; от распределенного источника рассеянного
    (check this in PDF content)

  4. Start
    9061
    Prefix
    геометрии значение величины плотности потока или амбиентного эквивалента мощности дозы можно представить как сумму вкладов от трех источников: от прямого излучения источника нейтронов, размещенного в начале координат (центр источника); от источника, характеризующего рассеянное в контейнере-коллиматоре излучение; от распределенного источника рассеянного в помещении излучения
    Exact
    [1, 7]
    Suffix
    . Измерения характеристик нейтронного поля установки могут быть проведены в ограниченном числе точек, а в остальных точках используется метод Монте-Карло [8]. В отсутствии ослабления и рассеяния излучения для точечного источника излучения выполняется закон обратных квадратов, т.е. значение величины H на некотором расстоянии R от источника определяется через значение величины H0 на некот
    (check this in PDF content)

  5. Start
    9222
    Prefix
    : от прямого излучения источника нейтронов, размещенного в начале координат (центр источника); от источника, характеризующего рассеянное в контейнере-коллиматоре излучение; от распределенного источника рассеянного в помещении излучения [1, 7]. Измерения характеристик нейтронного поля установки могут быть проведены в ограниченном числе точек, а в остальных точках используется метод Монте-Карло
    Exact
    [8]
    Suffix
    . В отсутствии ослабления и рассеяния излучения для точечного источника излучения выполняется закон обратных квадратов, т.е. значение величины H на некотором расстоянии R от источника определяется через значение величины H0 на некотором расстоянии R0 как: (1) При наличии рассеянного излучения, в закон обратных
    (check this in PDF content)

  6. Start
    9800
    Prefix
    источника определяется через значение величины H0 на некотором расстоянии R0 как: (1) При наличии рассеянного излучения, в закон обратных квадратов необходимо вносить поправочные коэффициенты. Поправки будут зависеть от источника нейтронов, геометрии, размеров помещения и расстояния до центра источника
    Exact
    [9, 10]
    Suffix
    . Целью данной работы являлись: установление влияния рассеянного излучения на характеристики нейтронных полей в геометриях, реализуемых экспериментально на установке поверочной нейтронного излучения УПН-АТ140, при помощи метода Монте-Карло; оценка вклада рассеянного излучения в пучок нейтронов в зависимости от геометрических размеров помещения; определение энергетических спектров нейтр
    (check this in PDF content)

  7. Start
    11098
    Prefix
    За счет эффектов обратного рассеяния нейтронов спектры в среде отличаются от спектров за барьером. В точку измерения попадают как нерассеянные, так и значительное число рассеянных нейтронов
    Exact
    [7]
    Suffix
    . На рисунке 1 показана типичная конструкция коллиматора, обеспечивающего геометрию узкого пучка. Рисунок 1 – Конструкция коллиматора, обеспечивающего геометрию узкого пучка: 1 – источник нейтронов; 2 – контейнер-коллиматор; 3 – коллиматор; 4 – детектор нейтронов; 5 – полость блока-замедлителя; 6 – канал коллиматора Figure 1 – Narrow beam geometry collimator design: 1 – neutron
    (check this in PDF content)

  8. Start
    12701
    Prefix
    ; 4 – neutron detector В геометрии широкого пучка рассеивателем является среда расположенная в непосредственной близости к источнику, либо источник может быть полностью в нее погружен (вода, парафин, полиэтилен). Поглотителем может быть как вещество, в которое помещен источник, так и специальные экраны, такие как теневой конус, пластина кадмия, слой борированного полиэтилена и так далее
    Exact
    [11]
    Suffix
    . Установка поверочная нейтронного излучения УПН-АТ140, разработанная научно-производственным унитарным предприятием «АТОМТЕХ», предназначена для поверки дозиметров нейтронного излучения по амбиентному эквиваленту мощности дозы нейтронного излучения и радиометров нейтронного излучения по плотности потока быстрых нейтронов в стандартном поле нейтронного излучения источника 238Pu-Be
    (check this in PDF content)

  9. Start
    14173
    Prefix
    Преимущество метода Монте-Карло перед другими методами определяется возможностью рассмотрения переноса частиц в сколь угодно сложных по геометрическим условиям и по составу средах без необходимости существенного упрощения вычислительного алгоритма
    Exact
    [8]
    Suffix
    . Монте-Карло моделирование проводилось с помощью кода MCNP (версия MCNP-4b). Разработана Монте-Карло модель контейнера-коллиматора установки УПН-АТ140 с геометрией быстрых и с геометрией тепловых нейтронов.
    (check this in PDF content)

  10. Start
    15543
    Prefix
    Активная часть источника представляет собой сплав диоксида плутония-238 с порошком бериллия. Сплав помещен в стальную оболочку и герметизирован. Для источника в MCNP необходимо задать энергетический спектр излучения
    Exact
    [8]
    Suffix
    . Из работы [12] был взят энергетический спектр нейтронов для 238Pu-Be-источника, оцифрован и обработан для применения в MCNP (рисунок 4). Размеры нейтронного источника ИБН-8-6 были приняты в соответствии с технической документацией изготовителя.
    (check this in PDF content)

  11. Start
    15558
    Prefix
    Активная часть источника представляет собой сплав диоксида плутония-238 с порошком бериллия. Сплав помещен в стальную оболочку и герметизирован. Для источника в MCNP необходимо задать энергетический спектр излучения [8]. Из работы
    Exact
    [12]
    Suffix
    был взят энергетический спектр нейтронов для 238Pu-Be-источника, оцифрован и обработан для применения в MCNP (рисунок 4). Размеры нейтронного источника ИБН-8-6 были приняты в соответствии с технической документацией изготовителя.
    (check this in PDF content)

  12. Start
    16036
    Prefix
    Из работы [12] был взят энергетический спектр нейтронов для 238Pu-Be-источника, оцифрован и обработан для применения в MCNP (рисунок 4). Размеры нейтронного источника ИБН-8-6 были приняты в соответствии с технической документацией изготовителя. Рисунок 4 – Спектр нейтронов 238Pu-Be-источника нейтронов
    Exact
    [12]
    Suffix
    Figure 4 – Neutron specter for 238Pu-Be fast neutron source [12] Выход нейтронов был принят равным 1,91∙107 нейтр./с., что соответствует источнику ИБН-8-6. Результаты и их обсуждение Для оценки спектральных характеристик нейтронных полей, формируемых геометриями быстрых и тепловых нейтронов установки УПНАТ140, были проведены расчеты потока нейтронов в энергетических
    (check this in PDF content)

  13. Start
    16107
    Prefix
    Размеры нейтронного источника ИБН-8-6 были приняты в соответствии с технической документацией изготовителя. Рисунок 4 – Спектр нейтронов 238Pu-Be-источника нейтронов [12] Figure 4 – Neutron specter for 238Pu-Be fast neutron source
    Exact
    [12]
    Suffix
    Выход нейтронов был принят равным 1,91∙107 нейтр./с., что соответствует источнику ИБН-8-6. Результаты и их обсуждение Для оценки спектральных характеристик нейтронных полей, формируемых геометриями быстрых и тепловых нейтронов установки УПНАТ140, были проведены расчеты потока нейтронов в энергетических интервалах с применением карты tally f4 [8].
    (check this in PDF content)

  14. Start
    16472
    Prefix
    Результаты и их обсуждение Для оценки спектральных характеристик нейтронных полей, формируемых геометриями быстрых и тепловых нейтронов установки УПНАТ140, были проведены расчеты потока нейтронов в энергетических интервалах с применением карты tally f4
    Exact
    [8]
    Suffix
    . Расчет проводился для точки на расстоянии 100 см от центра источника при отсутствии стен помещения. На рисунке 5 приведены полученные энергетические спектры нейтронов для обеих геометрий (источник ИБН-8-6).
    (check this in PDF content)

  15. Start
    18178
    Prefix
    При приближении к коллиматору значение полного потока больше теоретического (закона обратных квадратов) изза вклада нейтронов, рассеянных коллиматором, а при удалении от коллиматора меньше из-за рассеяния нейтронов в воздухе
    Exact
    [9]
    Suffix
    . Для оценки вклада рассеянного излучения в пучок нейтронов была разработана модель помещения. Размеры помещения составляют 12 × 6 × 3 м с толщиной стен 100 см и потолка 150 см, пол – 15 см бетона на грунте.
    (check this in PDF content)

  16. Start
    18906
    Prefix
    При том же положении контейнера относительно передней и задней стен, расчет был проведен также для помещений 12 × 6 × 6 м и 12 × 10 × 10 м. Таким образом, можно установить Приборы и методы измерений 2017. – Т. 8, No 1. – С. 23–31 Комар Д.И., Кутень С.А. влияние размеров помещения на количество рассеянных нейтронов
    Exact
    [5]
    Suffix
    . На рисунке 7 приведены результаты расчетов зависимости вклада рассеянного излучения от размеров помещения. Рисунок 7 – Вклад рассеянного излучения в полный поток нейтронов для геометрии с коллиматором: 1 – для помещения 12 × 6 × 3 м; 2 – для помещения 12 × 6 × 6 м; 3 – для помещения 12 × 10 × 10 м Figure 7 – Scattered radiation contribution into total neutron flux for colli
    (check this in PDF content)

  17. Start
    20609
    Prefix
    Для применения закона обратных квадратов на практике необходимо в формулу (1) добавить поправочные коэффициенты: (2) где d – смещение эффективного центра источника. Величины смещений d могут быть получены для всех расстояний в пределах диапазона измерений через рассчитанные методами Монте-Карло H и H0
    Exact
    [6, 10]
    Suffix
    . В MCNP расчете использовался специальный детектор, так называемый точечный детектор [8], установленный на расстоянии R от источника. На рисунке 8 приведена полученная зависимость d от расстояния до центра источника для геометрии быстрых нейтронов в помещении 12 × 6 × 3 м.
    (check this in PDF content)

  18. Start
    20701
    Prefix
    Величины смещений d могут быть получены для всех расстояний в пределах диапазона измерений через рассчитанные методами Монте-Карло H и H0 [6, 10]. В MCNP расчете использовался специальный детектор, так называемый точечный детектор
    Exact
    [8]
    Suffix
    , установленный на расстоянии R от источника. На рисунке 8 приведена полученная зависимость d от расстояния до центра источника для геометрии быстрых нейтронов в помещении 12 × 6 × 3 м. Рисунок 8 – Зависимость смещения эффективного центра источника d от расстояния до центра источника: 1 – для полного потока нейтронов; 2 – для амбиентного эквивалента мощности дозы Figure 8 – Relationsh
    (check this in PDF content)

  19. Start
    23670
    Prefix
    Геометрия и материалы теневого конуса могут изменятся как в зависимости от энергетического спектра применяемого источника и его размеров, так и от формы детектора и методики проведения эксперимента. Для Pu-Be-источников используется конус, состоящий из двух секций: из железа длиной 20 см, и из борированного полиэтилена длиной 30 см
    Exact
    [1, 9]
    Suffix
    . На рисунке 10 изображена схема применения теневого конуса. Для оценки изменений энергетических спектров нейтронов с учетом влияния теневого конуса был проведен Монте-Карло расчет. Результаты моделирования спектров приведены на рисунке 11.
    (check this in PDF content)

  20. Start
    24941
    Prefix
    На небольших расстояниях между конусом и нейтронным источником количество рассеянных нейтронов будет незначительным, если конус эффективно поглощает большинство нейтронов, распространяющихся в переднюю полусферу по оси детектора
    Exact
    [9]
    Suffix
    . Для открытой геометрии с применением теневого конуса закон обратных квадратов можно записать следующим образом: ()()(/),HHMHHRRocooco−=⋅−⋅02 29 Приборы и методы измерений 2017. – Т. 8, No 1. – С. 23–31 Комар Д.
    (check this in PDF content)

  21. Start
    26485
    Prefix
    geometry: 1 – for total flux; 2 – for ambient equivalent dose rate При увеличении расстояния между конусом и детектором вклад рассеянного излучения увеличивается и затем остается постоянным в некотором диапазоне расстояний. Дальнейшее удаление детектора приводит к быстрому увеличению показаний по рассеянному излучению, как только конус перестает экранировать нейтронный детектор от источника
    Exact
    [9]
    Suffix
    . Если же детектор располагается слишком близко к теневому конусу, последний экранирует детектор от нейтронов, рассеянных на стенах помещения. Заключение Рассмотрены основные типы геометрий для формирования поля эталонного нейтронного излучения с использованием радионуклидных источников.
    (check this in PDF content)