Теплометрия энергии потока частиц в ядерных установках и облученных материалах

• Автор: Злоказов, Сергей Борисович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 142 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗЛУЧЕНИЙ И МЕТОДЫ ИХ РЕГИСТРАЦИИ
1.1 Характеристики излучений и источников
1.2 Методы измерений
ГЛАВА 2. МОДЕЛЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГАММА -КВАНТОВ С ВЕЩЕСТВОМ
2Л Особенности взаимодействия'гамма-квантов с веществом и исходные предположения для пострбения модели
2.2 Анализ сечений взаимодействия гамма-квантов с
веществом
2.3 Основные уравнения модели взаимодействия
ГЛАВА 3. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГЛОЩЕННОЙ ЭНЕРГИИ ГАММА - КВАНТОВ
3.1 Методы, использующие спектральные параметры гамма
излучения
3.2 Использование модели взаимодействия гамма-квантов с
веществом для разработки метода определения поглощенной дозы
3.3 Применение метода энергетических характеристик гамма-излучения
ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ ТЕПЛОМЕТРИЧЕСКОГО МЕТОДА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ ИЗЛУЧЕНИЯ В МАТЕРИАЛАХ
4 Л Основы метода и его применения в условиях
интенсивного излучения
4.1.1 Конструкция и принцип работы детекторов теплового
потока, использовавшихся для измерений в реакторе
4Л.2 Влияние фонового тепловыделения в детекторах теплового потока на погрешность определения тепловыделения в образце
4.1.3 Калибровка детекторов теплового потока
4Л.4 Выбор образцов
4.1.5 Энергетический обмен в детекторах теплового потока
за счет вторичного излучения
4.2 Экспериментальные исследования на реакторе
4.2.1 Краткое описание реактора
4.2.2 Методика выполнения измерений в реакторе
4.2.3 Мониторирование условий облучения для повышения
точности определения поглощенных доз
4.2.4 Основные результаты применения разработанных
методов в исследованиях на ядерном реакторе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы диссертационной работы продиктована как необходимостью развития теоретических представлений о воздействии излучений на вещества, так и потребностями практики, связанными с эксплуатацией ядерных энергетических установок [1]. созданием термоядерного реактора [2], применением излучений в медицине [5-7], а также с использованием излучений в науке и технике для направленного изменения свойств материалов [3-5], технологического контроля и пр. [8-9].
Считается, что изменения свойств конструкционных материалов в ядерных реакторах обусловлены радиационными дефектами, вызванными нейтронами. Однако в последнее время высказываются обоснованные предположения о существенном влиянии радиационных дефектов, вызванных гамма-квантами, на изменение свойств корпусных сталей водоводяных реакторов. Многолетние исследования поведения графитовой кладки в процессе эксплуатации реакторов РБМК так же позволяют предположить, что влияние гамма-излучения на распухание графита является существенным фактором. Эти вопросы подлежат дальнейшим детальным исследованиям. Кроме того, актуальным является изучение воздействия гамма-квантов на химические соединения, полимерные и полупроводниковые материалы, исследование радиационного тепловыделения в конструкционных материалах, вызванного гамма-излучением в ядерных установках.
Одной из важных проблем является метрология излучений высокой интенсивности. В частности, на совещании экспертов МАГАТЭ и симпозиуме Евроатома рекомендовано при радиационных испытаниях определять поглощенные дозы с погрешностью не более 5%, а энергетические спектры - с погрешностью 20-30% [10]. Широкое развитие в мире полу-

<7е] = К] + к2) ' 7 + кЪ] ' 1Ш > (2Л7)
где: кц - константы, соответствующие у - тому значению энергии гамма-квантов;
га - действительное положительное число, оптимальное значение которого принято равным 3.22.
На рисунке 2.5 представлены зависимости (2.17) и использованные справочные данные. В таблице 2.1 приведено сравнение вкладов рассеяния, образования пар и фотоэффекта в сечения поглощения, вычисленных по формулам (2.17) и рассчитанных по справочным данным. Расхождения согласуются с погрешностями справочных данных (5% в средней части и 10% на краях принятого диапазона энергий) при вкладе элементарного процесса взаимодействия в сечение поглощения > 10%.
Функции (/) можно рассматривать как функции энергетического состояния электронов в веществе. В случае Комптоновского рассеяния ч(г) =1 , поскольку в этом случае энергия связи электронов пренебрежи-ма. Функции иь (К) являются спектральными функциями, характеризующими зависимость сечений элементарных процессов взаимодействия от энергии фотонов.
Следует отметить преимущество применяемой нормировки поглощаемой энергии фотонов на электрон вещества в сравнении с нормировкой на атом. Последнее казалось бы логичным в свете приведенных в разделе
2.1 рассуждений по этому вопросу, поскольку именно такие микроскопические сечения взаимодействия и используются обычно. Принятый вариант дает более простую форму зависимости сечения поглощения и поглощаемой энергии от атомного номера. Отсутствие лишнего множителя Z в