Оптимизация замедлителей нейтронов для высокопоточных источников

• Автор: Куликов, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Дубна
• Количество страниц: 97 с. : ил.

• Введение
Ф I. Исследования радиационных эффектов в водородсодержащих веществах
при низких температурах
1.1. Описание установки
1.2. Основные параметры установки УРАМ
1.3. Обработка и анализ полученных экспериментальных данных
1.3.1. Спонтанные и индуцированные реакции рекомбинаций радикалов
1.3.1.1. Обработка данных
1.3.1.2. Результаты анализа
Ф 1.3.2. Накопление водорода
1.3.3. Поведение теплопроводности льда под облучением
II. Замедление нейтронов (термализация и сечения взаимодействия холодных нейтронов)
II. 1. Термализация нейтронов
П.2. Библиотеки нейтронных сечений
Н.З. Сравнение нейтронных сечений приготовленных разными группами посредством их использования в программе МТЗМР
III. Оптимизация конфигурации комплекса замедлителей нейтронов реактора
* ИБР-2М
® III. 1. Получение результатов при использовании программы транспорта
нейтронов МС1ЧР
Ш.2. Оптимизация толщины холодного замедлителя по интенсивности
утечки холодных нейтронов
Ш.З. Расчетная оптимизация конфигурации комплекса замедлителей
нейтронов реактора ИБР-2М
Ш.3.1. Оптимизация конфигурации комплекса замедлителей для каналов №№ 1,2, 4-6,
# Ш.З.2. Оптимизация конфигурации комплекса замедлителей для каналов
# №№7,8,10,11

Ш.4. Расчеты тепловыделения в холодных замедлителях нейтронов реактора
• ИБР-2М
Ф Заключение
Литература
В замедлителях нейтронов осуществляется снижение энергии быстрых нейтронов источника вплоть до их термализации, создавая нужный спектр внешних нейтронных пучков. Наиболее востребованы для новых проектов интенсивных нейтронных источников «холодные» замедлители с температурой замедляющего вещества 20К+100К, которые дают повышенный выход «холодных» нейтронов с длиной волны более 4 А. Оптимизация размещения, толщины самих холодных замедлителей и предзамедлителей, использование эффектов «нейтронная пушка» и гребенчатых постзамедлителей дает дополнительный выход холодных нейтронов без существенных экономических затрат. В ныне действующих замедлителях в качестве замедляющего вещества используют обычную воду, жидкий водород [1-3], жидкие углеводороды (метан, пропан [4]), твердый метан [5]. Возможно также применение льда, полиэтилена, замороженных смесей метана с инертным газом или ненасыщенными углеводородами, метана в цеолитах, гидратов метана, аммиака, ароматических углеводородов (в частности, триметилбензола (мезитилена)) и др.
Для замедления нейтронов до тепловых энергий как правило используется обычная вода, использования же материалов для холодных замедлителей затруднительно в связи с проблемами радиационной стойкости.
Наиболее технологичным и чаще всего применяемым веществом для криогенных замедлителей является жидкий водород, который используется в большинстве действующих на сегодняшний день холодных замедлителей. Главное его достоинство - отсутствие радиолиза и радиационных эффектов. Однако термализация нейтронов в жидководородном замедлителе происходит не полностью. Это объясняется отсутствием низко лежащих уровней возбуждения у молекулы водорода. К тому же водород взрывоопасен, что ограничивает круг его использования в особенности при использовании его на импульсном реакторе, поскольку импульсный реактор,
(21 — энергия выделившаяся в результате деления;
ЁГ{ - средняя энергия уносимая гамма квантами;
2? - средняя энергия уносимая нейтронами;
ат - суммарное сечение реакций вызванных нейтронами;
I - длина пробега;
гп — масса вещества;
рл - атомная плотность вещества.
Вся энергия переносимая электронами считается выделившейся локально.
Последние версии программы позволяют получать данные о распределении по поверхности плотности потока частиц.
Во всех расчетах, представленных в данной диссертационной работе, сделанных с помощью программы МСИР, относительные статистические ошибки составляют менее 5%.
Ш.2. Оптимизация толщины холодного замедлителя по интенсивности утечки холодных нейтронов
Первым этапом оптимизации была подготовка ЗБ геометрии реактора ИБР-2М и его окружения (Рис. 21) в формате, необходимом для использования в программе по расчету транспорта нейтронов МСЫР.