Аналитическая модель определения альбедной составляющей натекания для прямого цилиндрического канала, пронизывающего слой защиты ядерного реактора

18.03.2021 2021 - №01 Моделирование процессов в объектах ядерной энергетики

К.С. Куприянов В.В. Перевезенцев

https://doi.org/10.26583/npe.2021.1.12

Задача определения радиационной обстановки – плотности потоков нейтронов и гамма-квантов, спектра излучения, удельных объемных активностей радиоактивных газов в воздухе и т.д. за защитной композицией, имеющей неоднородности, всегда была важна в вопросах радиационной безопасности. Одним из путей решения задачи определения потоков гамма-излучения было разделение общего потока ионизирующего излучения на четыре составляющие: прямой видимости, натекания, альбедо прямой видимости и альбедо натекания, и получение аналитического решения для каждого компонента. Первые три составляющие подробно изучены применительно к простым геометриям, для них существуют аналитические решения, однако для последней составляющей таких решений нет. В данной работе было выведено аналитическое представление для компонента альбедо натекания, который, в отличие от численных методов (таких как методы Монте-Карло), позволяет анализировать влияние неоднородностей в защитных композициях на радиационную обстановку, а также быстро получать оценочные значения потоков и мощностей доз. Покомпонентное сравнение составляющих позволяет выделять наиболее существенные механизмы формирования дозовой нагрузки за защитой ядерного реактора, делать выводы об эффективности конструкторских решений при проектировании защиты и совершенствовать защиту при значительно меньших вычислительных затратах.

Произведены расчеты четырех составляющих общего потока ионизирующего излучения для различных параметров цилиндрической неоднородности в защите реактора. На основе полученных значений сделаны выводы о важности учета составляющей альбедо натекания в формировании радиационной обстановки за корпусом активной зоны.

Ссылки

1. Гусев Н.Г и др. Защита от ионизирующих излучений. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 512с.
2. Николаев А.И. Новый подход к классификации неоднородностей и систематизации экспериментов по прохождению ионизирующих излучений через неоднородности в защите. Препринт ФЭИ-1726. – Обнинск: ФЭИ, 1985. – 12 с.
3. Радиационная защита и радиационная безопасность в ядерных технологиях. / Сб. материалов юбилейной Х Российской научной конференции, 22-25 сентября 2015 г., Москва, Обнинск. Под общ. ред. Л.А. Большова. – М.:ООО «САМ Полиграфист», 2015. – 142 с.
4. Ташлыков О.Л., Щеклеин С.Е., Хомяков А.П., Русских И.М., Селезнев Е.Н. Расчетно-экспериментальное исследование гомогенных защит от гамма-излучения. // Ядерная и радиационная безопасность. – 2015. – № 3 (77). – С. 26-38.
5. Бухтоярова Е.С., Семеняк В.И. Ионизирующие излучения и обеспечение радиационной безопасности. // Чрезвычайные ситуации: промышленная и экологическая безопасность. – 2015. – № 2-3 (22-23). – С. 27-33
6. Зинченко В.Ф., Романенко А.А., Фигуров В.С., Улимов В.Н. Проблемы радиационных испытаний. // ВАНТ. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. – 2010. – Вып. 2. – С. 5-7.
7. Мемарианфард М.Е. Эффективные бетоны для биологической защиты реакторов типа ВВЭР-1000. // Вестник МГСУ. – 2009. – № 2. – С. 131-135.
8. Машкович В.П. Кудрявцева А.В. Защита от ионизирующих излучений: Справочник – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1995. – 496 с.
9. Золотухин В.Г., Золотухин В.А., Климанов В.А., Лейпунский А.И. и др. Прохождение излучений через неоднородности в защите. Под ред. д-ра физ.-мат. наук проф. А.И. Лейпунского, канд. техн. наук доц. В.П. Машковича. – М.: Атомиздат, 1968. – 335 с.
10. Robert C.P., Casella G. Monte Carlo Statistical Methods. – 2-nd edition. – Springer, 2004. – 683 pp.
11. Соболь И.М. Численные методы Монте-Карло. – М.: Наука, 1973. – 312 с.
12. Гомин Е.А. Статус MCU-4. // ВАНТ. Серия: Физика ядерных реакторов. – 2006. – Вып. 1. – С. 6-32.
13. RSICC Computer Code Collection. MCNP4C. Monte Carlo N-Particle Transport Code System. – New Mexico: Los Alamos National Laboratory, 2000.
14. Leppanen Jaakko. PSG2/SERPENT – A Continious Energy Monte-Carlo Reactor Physics Burnup Calculation Code. – Helsinki: VTT Technical Research Centre of Finland,
15. Электронный ресурс: http://montecarlo.vtt.fi (дата обращения – 22.09.2020).

альбедо натекания неоднородности в радиационной защите

Ссылка для цитирования статьи: Куприянов К.С., Перевезенцев В.В. Аналитическая модель определения альбедной составляющей натекания для прямого цилиндрического канала, пронизывающего слой защиты ядерного реактора. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2021. – № 1. – С. 133-142. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2021.1.12 .