Анализ временных распределений излучений для оптимизации установок неразрушающего контроля делящихся материалов с импульсными нейтронными генераторами

• Автор: Черникова, Дина Николаевна
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 162 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА
Обзор исследований и математического моделирования установок активного неразрушающего контроля и обнаружения делящихся материалов (ДМ) с импульсными нейтронными источниками
1.1 Обзор установок активного неразрушающего контроля и обнаружения ДМ
1.2 Математическое моделирование установок активного неразрушающего контроля
и обнаружения ДМ
1.3 Выводы
ГЛАВА
Расчетные исследования временных и энергетических зависимостей нейтронных и фотонных нолей в замедлителях установок активного неразрушающего контроля ДМ с импульсными источниками нейтронов
2.1 Постановка задачи
2.2 Расчет констант временного спада тепловых нейтронов в однородных
замедлителях с термализационным блоком и без него
2.2.1 Выбор типа и геометрии замедлителей
2.2.2 Методика расчетных исследований
2.2.3 Расчет констант временного спада тепловых нейтронов в легких
замедлителях
2.3 Сравнение расчетных диффузионных параметров легких замедлителей с
экспериментальными величинами
2.4 Расчет времени достижения максимума плотности потока тепловых нейтронов
для замедлителей различных размеров
2.5 Плотности потоков тепловых нейтронов в различных замедлителях, облучаемых
нейтронами ОЭ и БТ реакций
2.6 Исследование чувствительности нестационарных полей излучений к вариациям
ядерных данных
2.6.1 Постановка задачи
2.6.2 Методология расчетных исследований
2.6.3 Определение чувствительности временных и энергетических
распределений плотностей потоков нейтронов и вторичных фотонов в замедлителях к вариации ядерных данных
2.6.3.1 Водный замедлитель
2.6.3.2 Графитовый замедлитель
2.6.3.3 Сравнение расчетных величин с экспериментальными
данными, полученными в графитовой установке
2.6.3.4 Бериллиевый замедлитель
2.6.3.5 Свинцовый замедлитель
2.7 Выводы
ГЛАВА
Исследование нейтронных и фотонных полей портативных импульсных нейтронных генераторов в установках неразрушающего контроля ДМ
3.1 Постановка задачи
3.2 Кинематический расчет нормированного спектра нейтронов, выходящего из мишени
нейтронных генераторов
3.2.1 Спектрально-угловые распределения нейтронов, вылетающих из мишени генератора ИНГ-
3.2.2 Спектрально-угловые распределения нейтронов, вылетающих из мишени генератора ИНГ-
3.3 Методика расчета спектральных распределений нейтронов и фотонов
3.4 Расчет стационарных полей излучений нейтронных генераторов
3.4.1 Расчет энергетических и угловых распределений плотностей
потоков нейтронов и фотонов, формируемых Н'Г ней тронного генератора ИНГ-
3.4.2 Расчет энергетических и угловых распределений плотностей потоков нейтронов и фотонов, формируемых НТ нейтронного генератора ИНГ-
3.5 Расчеты нестационарных спектров нейтронов и фотонов, формируемых НТ
нейтронных генераторов ИНГ-06 и ИНГ-
3.6 Выводы
ГЛАВА
Развитие методической базы установок активного контроля и обнаружения ДМ с использованием импульсных нейтронных генераторов
4.1 Постановка задачи
4.2 Методическая основа работы установок с использованием импульсных нейтронных источников для обнаружения и контроля ТВС ядерных реакторов

4.2.1 Контроль содержания 235U в ТВС ядерных реакторов типа ВВЭР-
и РБМК
4.2.2 Контроль содержания Uh Pu в ТВС по времени замедления быстрых нейтронов в свинце на основе матрицы временных интервалов.,
4.2.3 Оценка возможности обнаружения ДМ, скрытого кадмиевым экраном
в установках на базе графитового замедлителя
4.3 Методическая база обнаружения несанкционированного провоза ДМ в пунктах
их контроля
4.3.1 Постановка задачи
4.3.2 Физический метод обнаружения ДМ, скрываемых экранами, поглощающими зондирующие излучения
4.3.3 Расчетная математическая модель установки обнаружения и контроля

4.3.4 Выбор оптимального положения нейтронного источника в установке
с бериллиевыми и свинцовыми вставками
4.3.5 Расчетная математическая модель прототипа установки обнаружения и контроля ДМ с многоканальной системой раздельного детектирования откликов нейтронов и фотонов
4.3.6 Выбор типа и формы детекторов для измерения откликов ДМ
4.3.7 Коэффициент перехода от одноканальной к многоканальной системе
детектирования откликов
4.3.8 Использование ИИ и ОТ импульсных источников нейтронов в
установке на базе графитового замедлителя
4.3.9 Использование конвертеров спектра нейтронов в установке на базе
графитового замедлителя
4.3.10 Спектральные и загрузочные характеристики излучений в установке
4.3.11 Разработка метода снижения загрузки сцинтилляционных трактов в
установках с импульсными нейтронными источниками
4.3.11.1 Метод снижения загрузки сцинтилляционного тракта
4.3.11.2 Разработка и оптимизация составного сцинтилляционного детектора
4.3.12 Расчет временных зависимостей нейтронных и фотонных полей в
установке обнаружения и контроля ДМ
4.3.13 Расчет отношения откликов фотонов к нейтронам в различных
сцинтилляторах
4.3.14 Выигрыш в загрузке при использовании составных сцинтилляторов
различного типа
4.3.15 Использование РЭО сцинтилляторов различных типов для снижения
загрузки сцинтилляционных трактов
4.3.16 Влияние толпцшы графитовой стенки на функционалы нейтронных
и фотонных полей
4.3.17 Анализ радиационной обстановки на прототипе таможенной
установки по обнаружению делящихся материалов
4.3.17.1 Установление критериев радиационной безопасности для персонала и населения
4.3.17.2 Методика расчетных исследований
4.3.17.3 Дозовые распределения на периферии установки при
наличии усовершенствованной противорадиационной защиты, расположенной неравномерно по поверхности установки
4.3.18 Экспериментальное подтверждение методического обеспечения
4.3.18.1 Описание эксперимента
4.3.18.2 Сравнение экспериментальных и расчетных результатов
4.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

библиотек программой ШОУ приводятся к температуре 293,6 К, так же, как и константы библиотеки Е>ШР5т14.
—►-2,5 МэВ - ЮТР/В-У.О
14.8 МэВ - ЕЬГОР/В-У.О -л-2,5 МэВ - ЕШЬ-
14.8 МэВ - £N01,-92 -»-2,5 МэВ - Ш*ШЬ-
14.8 МэВ - £N01,-85 -х—2,5 МэВ - £N□£5x1114 — 14,8 МэВ - £N□£511114 —2,5 МэВ - НМССБ -о-14,8 МэВ - ИМССБ
О 50 100 150 200 250 300 350 400 450
Время после импульса нейтронов источника, мкс
Рис. 2.9 Временная зависимость относительной ошибки результатов расчетов плотности потока тепловых нейтронов в сферическом водном замедлителе радиусом 10 см для источников нейтронов с энергиями 2,5 и 14,8 МэВ, полученных с различными библиотеками констант.
Для источника нейтронов с энергией 14,8 МэВ результаты, полученные с использованием различных библиотек констант, существенно превышают аналогичные данные, полученные с использованием библиотеки констант Н№1Р/В-У1. Это превышение для библиотек констант ENDF/B-V, ЕЫОР5т1, и гтсся составляет примерно 7% и не зависит от времени после импульса. Данные, полученные с библиотеками констант ЕЫОЬ-85, ЕЫОЬ-92 превышают результаты, нолучетшые с использованием библиотеки констант ЕЫЭР/В-VI, на (17-30)% и 43% соответственно и зависят от времени после импульса нейтронов источника.
Одновременно, были выполнены расчеты временных распределений полной плотности потока вторичного фотонного излучения с использованием упомянутых выше библиотек констант. Для вторичного фотонного излучения наблюдаются закономерности, аналогичные наблюдаемым для нейтронов. Отклонения результатов по временному распределению полной плотности потока фотонов, полученных для источников нейтронов с энергиями 2,5 и 14,8 МэВ по различным библиотекам констант, от соответствующих данных, полученных с использованием библиотеки ЕКЮР/В-У!, приведены на рис. 2.10.