- •Введение
- •Источники ультрахолодных нейтронов (ухн)
- •1.1 Источники ухн на стационарном реакторе ввр-к
- •1.2 Источник ухн на реакторе ill (Гренобль)
- •1.3 Твердый дейтерий в качестве источника ухн (Лос-Аламос)
- •1.4 Метан-гелиевый источник ухн на выведенном пучке тепловых нейтронов
- •2 Взаимодействие нейтронов с веществом
- •2.1 Деление ядер и ядерные процессы в реакторе
- •2.2 Радиационный нагрев
- •2.3 Общая характеристика ядерных реакторов
- •2.4 Реактор ввр-к с низкообогащенным топливом
- •3 Моделирование в mcnp
- •3.1 Метод монте-карло и mcnp-код
- •3.2 Mcnp-моделирование реактора ввр-к
- •4 Практическая часть
- •4.1 Сравнение данных экспериментов 1971-1977 г. C расчетами в среде mcnp с гомогенной моделью активной зоны с твэлами ввр-ц 36 %-го обогащения
- •4.1.1 Радиальный канал
- •4.1.2 Сквозной канал ввр-к в 70-х годах
- •4.2 Нейтронные потоки в каналах ввр-к с твэлами ввр-кн 19%-го обогащения
- •4.3 Радиационный и нейтронный нагрев материалов дефлектора в сквозном канале
- •4.4 Нейтронные спектры ввр-кн 19%-го обогащения
- •Заключение
2.2 Радиационный нагрев
Различные источники радиационного излучения, такие как мгновенные гамма-лучи, производимые в результате деления, гамма-кванты продуктов деления, захватное гамма-излучение, гамма-излучение продуктов активации вносят вклад в гамма-излучение, создаваемое реактором.
Гамма-изучение при делении
Основным источником гамма-излучения в реакторе ВВР-К являются гамма-излучения при делении и продуктов деления урана-235. Энергия гамма-излучения, выделяемая при делении, делится на четыре временных интервала, причем первый и последний дают вклад более 90%. Эти временные диапазоны (t):
Мгновенные t ≤ 0.05 μс (7.2 MэВ);
Короткоживущие 0.05 < t ≤ 1.0 μс (0.43 МэВ);
Промежуточные 1.0 μс < t ≤ 1.0 с (0.55 МэВ);
Запаздывающие t > 1 c (0.65 МэВ).
Спектр гамма-излучения, производимый одновременно с делением 235U, и может быть аппроксимирован сегментированным подбором
Г (E) = 6.6 при 0.1 < E < 0.6 MэВ;
Г (E) = 20.2 exp (-1.78E) при 0.6 < E < 1.5 MэВ;
Г (E) = 7.2 exp (-1.09E) при 1.5 < E < 10.5 MэВ.
Гамма-излучение продуктов деления
Большинство осколков деления или изотопов продуктов деления, полученных в результате деления, являются радиоактивными и распадаются путем бета- и/или гамма-излучения. Между 10-8 и 10-3 с после деления 235U основная часть гамма-излучения идет от распада изомеров в возбужденных состояниях в основное состояние, а затем - от бета-распада нестабильных ядер. Интегрирование по времени гамма-квантов от продуктов деления дает величину и форму распределения энергии, близкую к распределению мгновенных гамма-квантов:
N(E) = 7.4 еxp(-1.1E) фотонов/деление/MэВ.
Во время вычислений эта часть распределения учитывается в распределении с мгновенными гамма-квантами деления.
Захватное гамма-излучение
Радиационный захват нейтронов при тепловых и эпитепловых энергиях ядрами материалов, присутствующих в реакторе, производит вторичные гамма-лучи, которые обычно называют захватными гамма-лучами. Они быстро испускаются из составных ядер, образованных за счет захвата нейтронов. Полная энергия, доступная для гамма-квантов от захвата, представляет собой сумму кинетической энергии налетающего нейтрона и его энергии связи в составном ядре.
Гамма-излучение продуктов активации
Иногда ядро, образованное нейтронным взаимодействием, может быть радиоактивным и распадается с определенным периодом полураспада, излучая фотоны и другие частицы. Эти гамма-лучи продуктов активации важны для конструкции защиты и вызывают особую обеспокоенность после остановки реактора. Значительное количество такого излучения испускаются из материалов, таких как, облученные образцы, конструкционные материалы и теплоноситель реактора, которые подверглись воздействию высокого потока нейтронов в активной зоне. Реакция 16O(n,p)16N, вызванная активацией воды быстрыми нейтронами, испускает гамма-лучи с энергией 6,1 и 7,1 МэВ. Период полураспада составляет 7.4 сек, достаточно короткий, чтобы обеспечить высокую активность в водяном теплоносителе [16].