Моделирование и применение детектора на основе тонкого сцинтиллятора ZnS(Ag)+6LiF для регистрации тепловых нейтронов природного и искусственного происхождения Бушама Лазхар

Короткий опис

Бушама Лазхар.
Моделирование и применение детектора на основе тонкого сцинтиллятора ZnS(Ag)+6LiF для регистрации тепловых нейтронов природного и искусственного происхождения : диссертация ... кандидата физико-математических наук : 01.04.16 / Бушама Лазхар; [Место защиты: ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»]. - Москва, 2020. - 122 с. : ил.
Оглавление диссертациикандидат наук Бушама Лазхар
4.5 Форбуш-эффект
Заключение
Литература
109
Введение
Открытие нейтрона Джеймсом Чедвиком в 1935 году явилось началом ядерной эры. С этого момента область использования ядерных технологий постепенно развивалась и увеличивалась (в энергетике, в промышленности, в медицине, в военных целях, в научных исследованиях и т.д.). Быстрое развитие ядерных технологий, с одной стороны, отражалось на жизни человечества позитивно - надежный источник энергий, применение в медицине и т.д. Но с другой стороны их неправильное использование оказалось негативным -ядерные катастрофы, ядерное оружие и т.д.
МАГАТЭ в своем долгосрочном плане НИОКР на 2012-2023 годы для своего Департамента гарантий объявило, что первоочередной задачей является "разработка приборов и связанных с ними методов для обнаружения создания материалов и деятельности, связанных с ядерным топливным циклом, например, путем регистрации излучения" [1].
Одним из надежных способов обеспечения безопасности человека и окружающей среды является мониторинг нейтронов вокруг ядерных установок - ядерного реактора (ЯР), места хранения обработанного ядерного топлива (ОЯТ), облучателя на основе мощного нейтронного источника, нейтронного генератора и т.д. Быстрое расширение области использования ядерных материалов (радиоактивных источников) в медицине, науке и промышленности, требует дополнительного контроля их перемещения с целью ограничения свободного распространения этих материалов и гарантирования их использования для мирных целей [2,3].
Особенно актуальным для мониторинга искусственных источников нейтронов является применение нейтронных детекторов большого размера за пределами защиты источника [4-7]. В работе [6] было проведено измерение потока нейтронов (во время запуска, работы и выключения реактора) в двух
точках, расположенных вблизи корпуса исследовательского реактора (на расстоянии 17 м и 70 м от активной зоны реактора). Для измерения потока нейтронов были использованы два типа нейтронных детекторов большой площади на основе бора - гибридный нейтронный детектор на10В и 3Не [8] и детектор на основе волокон с покрытием из бора (Boron-Coated Straw) "BCS" [9]. Из результатов работы было показано что:
• возможно использование нейтронного детектора большой площади для мониторинга ЯР за его пределами на расстоянии до 100 м;
•
нейтронов, зарегистрированных вне корпуса реактора; тора.
С точки зрения безопасности, полученные в данной работе результаты, приводят к следующим выводам: данный метод мониторинга ЯР снаружи его корпуса является более безопасным и надежным чем традиционный метод -внутренний мониторинг [10], который осуществляется с помощью двух типов детекторов, отличающихся по месту нахождения относительно реактора. Первый тип это внутризонный детектор (англ. "in-core detector" [11]), который расположен в каналах охладителя жидкости, он способен измерять детальный спектр нейтронов (например, камера деления, родиевый детектор). Второй тип - внезонный детектор (англ."ех-соге detector" [12]), который расположен на некотором расстоянии от активной зоны (вне корпуса высокого давления реактора) и дает информацию про интегральный поток нейтронов по всей активной зоне (например, ионизационная камера).
Применение детекторов внутреннего мониторинга сталкивается с серьезными проблемами, связанными с агрессивной средой активной зоны. Они должны сохранять свою работоспособность при высокой температуре, коррозии, экстремальном уровне радиации и быть при этом очень миниатюрными [13]. Но они часто имеют короткий срок службы относительно ожидаемого
срока жизни современных реакторов и являются дорогостоящими, трудными для замены, и могут быть легко разрушены в случае аварии в активной зоне [14].
Метод мониторинга ЯР снаружи защитного корпуса позволяет создать другую систему контроля, которая включает в себя несколько нейтронных детекторов, расположенных вокруг корпуса ЯР. После их калибровки на нормальный режим работы ЯР они станут чувствительными для любого повышения потока нейтронов исходящих от ЯР.