Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

Обеспечение безопасной работы генераторов нейтронного излучения в вузе

16.09.2020 2020 - №03 Применение ядерных методов и средств

Е.В. Рябева В.А. Идалов Р.Ф. Ибрагимов И.В. Урупа

DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2020.3.16

УДК: 539.1 378.165.15

Рассмотрен комплекс организационно-технических мероприятий по безопасной эксплуатации портативных нейтронных генераторов в условиях работы высшего учебного заведения. Выполнено математическое моделирование дозовой нагрузки нейтронного излучения генератора быстрых нейтронов в помещениях постоянного и временного пребывания персонала и населения с помощью программного комплекса GEANT4. Реализованы разработка и создание специальной биологической защиты, контроль дозовых нагрузок с помощью современной дозиметрической аппаратуры, дистанционное управление выходом нейтронов генератора быстрых нейтронов, а также ограничение выхода нейтронов и времени работы нейтронного генератора, предотвращение доступа в помещения с работающими генераторами, контроль значений дозовой нагрузки с использованием специальных технических средств (дозиметры, радиометры и т.д.).

Показано, что при созданной биологической защите и выходе генератора быстрых нейтронов до 5⋅106 н/с мощность эквивалентной дозы в помещениях постоянного пребывания персонала не превышает 0,3 мкЗв/ч, что на порядок ниже установленного в вузе ограничения по мощности дозы – 3 мкЗв/ч.

Ссылки

  1. Лаборатория общего и специального практикума НИИЯФ МГУ им. М.В. Ломоносова. Электронный ресурс: http://prac-gw.sinp.msu.ru/lsp.htm (дата обращения 10.07.2020).
  2. Нестеров В.Н., Данейкин Ю.В., Беденко С.В. Лабораторный практикум по ядерной физике. // Томский политехнический университет. Электронный ресурс: http://portal.tpu.ru:7777/departments/otdel/publish/izdaniya_razrabotanye_v_ramkah_IOP/Tab1/lab_pr_po_yad_fiz_zac.pdf (дата обращения 10.07.2020).
  3. Сайт Массачусетского технологического института (MIT). Электронный ресурс: cstar.mit.edu/vault.php (дата обращения 10.07.2020).
  4. Stanford University, Office of Technology Licensing. Электронный ресурс: http://techfinder.stanford.edu/technologies/S15-084_piezoelectric-neutron-generator (дата обращения 10.07.2020).
  5. Voyles A.S., Basunia M.S., Batchhelder J.C., Bauer J.D., Becker T.A. и др. Measurement of the Zn-64, Ti-47(n,p) cross sections using a DD neutron generator for medical isotope studies. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 410. – 2017. – PP. 230-239.
  6. Pyeon Cheol Ho, Yamanaka M., Kim Song-Hyun, Vu Thanh-Mai и др. Benchmarks of subcriticality in accelerator-driven system at Kyoto University Critical Assembly // Nuclear Engineering and Technology. – 2017. – Vol. 49. – PP. 1234-1239.
  7. Montgomery M.T., Yoho M.D., Biegalski S.R., Landsberger S., Welch L. A 14 MeV neutron irradiation facility with an automated fast cyclic pneumatic. J Radioanal Nucl Chem. – 2016. – Vol. 309. – PP. 101-106.
  8. Kicka L., Machrafi R., Miller A. Study of neutron fields around an intense neutron generator // Applied Radiation and Isotopes – 2017. – Vol. 130. – PP. 276-279.
  9. Williams J., Chester A., Domingo T., Rizwan U., Starosta K., Voss P. Neutron generator facility at SFU: GEANT4 dose rate predictions and verification // Radiation Protection Dosimetry. – 2016. – Vol. 171. – No. 3. – PP. 313-325.
  10. Srinivasan P., Priya S., Patel T., Gopalakrishnan R.K., Sharma D.N. Assessment of radiation shield integrity of DD/DT fusion neutron generator facilities by Monte Carlo and experimental methods // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 342. – 2015. – PP. 125-132.
  11. Li Xiang-Iong, Cheng Dao-wen, Liu Lin-mao. Neutron radiation dose calculations from composite neutron shield of the on-line coal analyzer. // J Radioanal Nucl Chem. – 2016. – Vol. 308. – PP. 425-430.
  12. Metwally Walid A., Taquatqa Osama A., Ballaith Mohammed M., Chen Allan X., Piestrup Melvin A. Neutron and photon dose mapping of a DD neutron generator. // Radiation Protection Dosimetry. – 2017. – Vol. 176. – No. 3. – PP. 258-263.
  13. Sharma Manish K., Alajo Ayodeji B., Liu Xin. MCNP modeling of a neutron generator and its shielding at Missouri University of Science and Technology. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 767. – 2014. – PP. 126-134.
  14. Sagedhi H., Amrollahi R., Zare M., Fazelpour S. High efficienty focus neutron generator // Plasma Phys. Control Fusion. – 2017. – Vol.59. – PP.1-7.
  15. Milad Seyed, Shirani Babak. Improvement of the radiographic method for measurements of effective energy of pulsed X-ray emission from a PF device for different anode’s insert materials. // Applied Radiation and Isotopes. – 2018. – Vol. 136. – PP. 21-26.
  16. Woo Hyun-Jong, Chung Kyu-Sun, Choi Yong-Sup, Han Chi Young и др. Optimization of Hanyang University Plasma Focus Device as a Neutron Source. // Japanese Journal of Applied Physics. – 2004. – Vol. 43. – No. 10. – PP. 7271-7272.
  17. A Brief History of Pulsed Neutron Generators by Kevin Fischer. Электронный ресурс: http://large.stanford.edu/courses/2015/ph241/fischer2/ (дата обращения 10.07.2020).
  18. ФГУП ВНИИА им. Л.Н. Духова официальный сайт. Электронный ресурс: http:// test.vniia.ru/ng/nauka.html (дата обращения 10.07.2020).
  19. Нормы радиационной безопасности НРБ-992009. Санитарные правила и нормативы СанПиН 2.6.1.2523-09. Электронный ресурс: http://docs.cntd.ru/document/902170553/ (дата обращения 10.07.2020).
  20. УП «АТОМТЕХ» официальный сайт. Электронный ресурс: http://atomtex.com/ru/dozimetry-dozimetry-neytronnye/dozimetr-radiometr-mks-at1117m (дата обращения 10.07.2020).

нейтронный генератор математическое моделирование GEANT4 быстрые нейтроны мощность дозы