Файл: Альбедо нейтронов..pdf

углами п а д а л о излучение плоского

мононаправленного источни­

ка нейтронов. В

качестве источника нейтронов

использовался

ядерный реактор

Калифорнийского

университета

(Лос - Андже ­

л е с ) .

Геометрия

эксперимента

схематически

показана на

рис.

2.12,6.

О

5

10

15

20.

d,GM

Рис. 3.9. Зависимость

дифференциального аль­

бедо тепловых

нейтронов для

углов

0 0 = 0 ° и

Ѳ=45°

от толщины

рассеивателя из

железа

(/)

и алюминия

(2):

О — экспериментальные

данные;

—расчет по

формуле (3.17).

Д л я

количественного описания

выхода из среды

вторичного

Y-излучения через поверхность, на

которую п а д а ю т

нейтроны,

используем понятие квазиальбедо

типа

нейтрон — у-квант

( с м -

раздел

1.2).

К в а з п а л ь б е д о вторичного у-излучения

дл я источников

нейт­

лучения предполагалось изотропным, а закон

его ослабления

в з а щ и т е экспоненциальным. Б ы л о получено следующее в ы р а ж е ­

ние дл я токового интегрального энергетического

квазиальбедо

плоского

барьера

толщиной d:

_ ( l + H L ) - f L

Ѵ

т

'

2

2

[ \iL

1 — е

1

~(1+

т)е

L £iM + ^i[(i + ^)-f-Іпітг1]}' <3-19)

где L — длина

диффузии

тепловых нейтронов

в защитной среде;

е — выход энергии

вторичного

у-излучения на один захват;

ц. — линейный

коэффициент

ослабления энергии захватных

у-квантов;

Ег{х)=

е - '

\^~dt.

(3.20)

а''- * (Е6, d) = CUZL

à) - ± ± f

al'T (ET, d)

h

• = 4 -

i

L _

З а к . ig

129

где Z.,,—-длина

замедления

быстрых

нейтронов

в

о т р а ж а т е л е ;

а"-у(Ет,

d) определяется из

в ы р а ж е н и я

(3.20),

а

(E&,d)

т а к ж е

представляет собой

в ы р а ж е н и е

(3.20),

в

котором

L

за­

менено

на L s . Значения констант L ,

L s

, (д, и

е,

используемые

в

работе

[23], приведены

в табл . 3.9.

Т а б л и ц а

3.9

Ядернофизические константы

для расчета квазиальбедо

вторичного у-излучения

в двухгрупповом диффузионном приближении [23]

Среда

L , см

L s ,

см

р.,

см~1

г,

Мэв

1.5

16,0

0,177

7,04

4,85

8,65

0,048

6,0

2,9

5,6

0,0241

2,23

Вэллс [10] провел серию расчетов методом Монте - Карло

ква­

зиальбедо типа

нейтрон — < у " к в а н т Д л

я

портландского и TSF - бе ­

тона в з а д а ч е с плоским мононаправленным

источником

тепло­

вых нейтронов. Химический состав

этих

бетонов

приведен в

табл . 3.4. Полученные результаты для дифференциального

дозо-

вого квазиальбедо типа нейтрон — у-квант Вэллс

выразил

с по­

д л я

портландского бетона

О д ' ѵ

{Ет,

Ѳ0 ; Ѳ) =

6,986 • 10-8 ц. ;

(3.22)

д л я TSF - бетона

а"л- У (Ет,

Ѳ0 ; в) = 1,046-

цѴ..

(3.23)

Размерность

альбедо

в ф о р м у л а х

(3.22) и (3.23)

рад-ч~*Х

Хсте

рад-1/(нейтрон-сек.-1).

З а м е т и м , что Вэллс

дл я портландского бетона получил,

ка к

и в работе

[23], результат,

не зависящий

от угла падения нейтро­

нов

на

рассенватель .

Сравнение формул

(3.22) и (3.23) показывает, что дл я

слу­

чая

нормального

падения

и нормального

о т р а ж е н и я

дифферен ­

циальное

дозовое квазиальбедо

типа

нейтрон — у _ к

в а н

т Д л я

TSF - бетона почти на 50% выше, чем дл я портландского

бетона.

Это демонстрирует, ка к сильно изменения в химическом

составе

или

композиции

защитных

сред влияют

на величину

вторичного

у-излучения.

Маеркер и М а к е н т а л е р

[15] т а к ж е провели расчеты

методом

Монте - Карло квазиальбедо захватного

Y-излучения

от

бетона,

облучаемого плоским

мононаправленным

источником

тепловых

нейтронов. Они исследовали армированный бетон, который

при

расчетах

разделялся

на пять отдельных районов;

два из них'

с о д е р ж а л и

сталь (см.

рис. 3.5,6). Состав бетона

приведен

выразили в рад• ч _ 1 • стерад"1/'(нейтрон-сек~])

с погрешностью

2,0

%-у

tu

60/

Y*

/

*

5г '

80/

'

У

У^

^

о

0,2

0,4

,0,5

0,8

ß

не выше 15% с помощью эмпирического

в ы р а ж е н и я

а». ѵ ( £ т ,

Ѳ0;

Ѳ) = цѴ.(1,01

+ 1 , 6 7 ^ - 0 , 5 6 ^ ) 10-*.

( 3 . 2 4 )

Соответствующее в ы р а ж е н и е для интегрального

альбедо

имеет

вид [рад• ч.-]/(нейтрон

-сек-1)]

а%ЧЕт,

Ѳ0) = 3,77-10-'(1,01 +

1 , б 7 ц 0

- 0 , 5 ^ ) .

( 3 . 2 5 )

Н а рис. 3.10

проводится

сравнение значений

дифференциаль ­

ного дозового квазиальбедо

типа

нейтрон — - у к

в

а н т > полученных

Вэллсом [10] д л я TSF - бетона, с

результатами

расчетов

М а е р -

кера и М а к е н т а л е р а

[15]. Р а с х о ж д е н и е

между

ними примерно

истории

заканчивалось

после 50 столкновений, в то время как

М а е р к е р

и М а к е н т а л е р

прослеживали 200 столкновений. Однако