Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

Экспериментальное определение наведенной активности в образцах активационных детекторов сложной геометрической форм

09.07.2020 2020 - №02 Физика в ядерной энергетике

Р.Ф. Ибрагимов Я.А. Кокорев А.П. Денисенко Е.В. Рябева В.Т. Самосадный Х. Хаснауи

DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2020.2.14

УДК: 539.172.4

Представлены результаты экспериментального определения наведенной активности активационных детекторов на основе меди и алюминия при их облучении нейтронами с энергией порядка 14 МэВ. Детекторы представляли собой себя металлические пластины квадратной формы с толщиной от 1,0 до 1,5 мм и размером стороны квадрата около 5,0 см. Указанные размеры активационных детекторов значительно превышают размеры детекторов, которые используются в задачах исследования высокоинтенсивных нейтронных потоков. Детекторы, описанные в работе, могут использоваться для исследования потоков нейтронов небольшой интенсивности (с плотностью потока до 106 н/ см2”с). Показано, что для работы с подобными детекторами может быть использована обычная методика расчета наведенной активности в тонких активационных детекторах с поправками, учитывающими возникающие особенности геометрии «источник нейтронов – активационный детектор» и «активационный детектор – детектор вторичного излучения», а также эффекты поглощения первичного и вторичного излучения веществом детектора. Описаны результаты использования инструментов Geant4 для расчета величин геометрических факторов и теоретического значения наведенной активности. Показана применимость подобных активационных детекторов для решения задачи определения выхода нейтронов с энергией 14 МэВ из мишени нейтронного генератора. Результаты проведенных экспериментов в пределах погрешностей совпадают с результатами моделирования, проведенного с использованием инструментов Geant4.

Ссылки

  1. Андрухович С.К., Марцынкевич Б.А., Хильманович А.М. Использование короткоживущих радионуклидов для восстановления в режиме реального времени спектра нейтронов ядерно-физических установок // Вестник Национальной академии наук Белоруссии. – 2010. – №3. – С. 110-118.
  2. Jungmin Jo. Initial result of neutron energy spectrum reconstruction using multi-foil activation method in KSTAR. // Fusion Engineering and Design. – 2018. – No. 136. – PP. 793-796. DOI: 10.1016/j.fusengdes.2018.04.010 .
  3. Uddin M.S., Zulquarnain M.A., Qaim S.M. Fast neutron spectrum unfolding of a TRIGA Mark II reactor and measurement of spectrum-averaged cross sections. // Radiochimca Acta. – 2013. – No. 101. – PP. 613-620. DOI: 10.1524/ract.2013.2073 .
  4. Pierre C., Gilles G., Guillaume Rousseau, Xavier Jacquet, Nicolas Authier. Characterization of the CALIBAN Critical Assembly Neutron Spectra using Several Adjustment Methods Based on Activation Foils Measurement. // EPJ Web of Conferences. – 2016. – No. 106. – PP. 1-8. DOI: 10.1051/epjconf/201610607005 .
  5. Noba C.R. Neutron spectrum unfolding for the development of a novel neutron detector for fusion. // Fusion Engineering and Design. – 2019. – No. 146. – PP. 2658-2662. DOI: 10.1016/ j.fusengdes.2019.04.074 .
  6. Medkour Ishak-Boushaki G. Fast neutron spectrometry using thick threshold detectors. // EPJ Web of Conferences. – 2012. – No. 24. – PP. 1-9. DOI: 10.1051/epjconf/20122407009 .
  7. Lebaron-Jacobs Laurence, Gaillard-Lecanu E., Briot F. Dosimetric management during a criticality accident. // Nuclear Technology. – 2008. – No. 161. – PP. 27-34.
  8. Vagena E. Thick-foils activation technique for neutron spectrum unfolding with the MINUIT routine – Comparison with GEANT4 simulations. // Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, A. – 2018. – No. 887. – PP. 64-69. DOI: 10.1016/j.nima.2018.01.025 .
  9. Нейтронные генераторы для элементного анализа веществ и материалов. Электронный ресурс: http://www.vniia.ru/production/incl/prospekt_element.pdf (дата обращения 15.01.2020).
  10. Allison J. (Geant4 Collaboration) et al. Recent developments in Geant4. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. – 2016. – No. 835. – PP. 186-225. DOI: 10.1016/ j.nima.2016.06.125 .
  11. Бушуев А.В., Кожин А.Ф., Алеева Т.Б. Практическая спектрометрия ядерных излучений. Учебное пособие. – М.: НИЯУ МИФИ, 2016. – 260 с.

активационные детекторы нейтронное излучение наведенная активность математическое моделирование Geant4 геометрический фактор