Файл: Альбедо нейтронов..pdf

щ ы о

программы

Р О З - I I I ,

эмпирическим в ы р а ж е н и е м

(3.17)

дает

максимальную погрешность

( + 50%, — 30%) .

Более точные

результаты (с

погрешностью

не более

20%)

можно получить,

используя

следующее в ы р а ж е н и е для величи­

ны В,

входящей

в формулу

(3.17):

В = 2

С[ (Д£0 )

• + | i o l n ( l

+

1

(4.5)

_1 + С'2(АЕ0)

(I,

• » »

• - -

'

Т а б л и ц а 4.9

Значения

коэффициентов С,

и С 2 ,

входящих

в формулу

(4.5)

[5], для

различных материалов отражателей

Углерод

Карбид бора

Железо

f

*

Cl

с 2

Cl

С2

Ci

с 2

200—100 к э в

1,6

0,16

1,81

1,1

1,52

0,46

100—46,5

1,6

0,16

1,57

0,96

1,32

0,42

46,5^21,5

1,6

0,16

1,58

1,22

1,63

0) 35

21,5—10,0

1,6

0,16

1,35

1,15

1,65

0,17

10,0—4,65

1,6

0,16

1,38

1,41

1,82

0,165

4,65—2,15

1,6

0,16

1,0

1,7

1,75

0,205

2,15—1,0

1,6

0,16

2,48

4,65

1,75

0,205

1,0—0,465 к э в

1,6

0,16

2,50

6,0

1,82

0,165

465-—46,5 эв

1,6

0,16

1,82

0,165

46,5—4,65

1,6

0,16

1,60

0,125

4,65—1,0

1,6

0,16

1,65

0,330

1,0—0,215

1,6

0,16

1,53

0,50

0,215—0,0252 э в

1,6

0,16

1,20

0,70

4.3.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИ Я

К а к

видно из

разделов

4.1 и 4.2, в настоящее

время

в

лите­

ратуре

имеется достаточно

полная

и н ф о р м а ц и я

по

обратному

рассеянию промежуточных нейтронов. К сожалению,

большин­

ство работ

выполнено расчетными

методами .

В

значительной

степени

отсутствие широких

экспериментальных

исследований

связано

с

большими экспериментальными

трудностями

полу­

чения удобных моноэнергетических источников-

промежуточных

энергий и детектирования нейтронов этих групп.

Одним из немногих исследований в этой области

является

работа, выполненная А. М . Коганом

и др. [20]. Авторы,

исполь­

зуя методику резонансных

фильтров

[21], измерили дл я

воды и

парафин а

токовое интегральное

числовое

альбедо

моноэнергети-

ческих нейтронов

с энергиями

5

эв;

130

эв;

2,7

кэв;

25

кэв и

0,22

Мэв

как функцию

угла

падения

нейтронов

на

полубеско­

нечный

рассеиватель . П р и в о д и м ы е

в работе [20] значения

интег­

ральных числовых

альбедо даются

в табл .

4.10

и 4.11.

Т а б л и ц а

4.10

Значения токового интегрального числового альбедо для случая нормального

падения нейтронов на полубесконечные рассеиватели из воды

и парафина [20]

Энергия

Парафин

Вода

Энергия

Парафин

Вода

нейтронов

нейтронов

0,22

Мэв

0,19

130

эв

0,56

25

кэв

0,38

5

эв

0,71

0,71

2,7

кэв

0,47

Т а б л и ц а

4.11

Значения токового интегрального числового альбедо для различных углов

падения Ѳ0 нейтронов на полубесконечный рассеиватель из парафина

[20]

Энергия

Ѳ„=о°

Ѳ„=зо°

Ѳ„=45°

Ѳ„=60°

нейтронов

0,22

Мэв

0,19

0,44

0,61

5

эв

0,71

0,74

0,80

В

работе [20] указывается,

что

зависимость

токового

инте­

грального

числового

альбедо

от

угла

падения

нейтронов

Ѳо д л я

исследованных энергии источника нейтронов и

м а т е р и а л о в

рас­

сеивателя хорошо описывается

эмпирическим

в ы р а ж е н и е м

1 -

ач

(Е0,

Ѳ0) =

[ 1 -

ач

(Е0,

Ѳ0 =

0»)] д.0 .

(4.6)

жуточных

нейтронов проводили на специальной

установке

д л я

исследования

радиационных

з а щ и т

TSF

в

О к - Р и д ж с к о й

нацио­

нальной лаборатории С Ш А . Источником нейтронов

с л у ж и л

ре­

актор TRS

П. Геометрия и методика эксперимента такие

ж е ,

к а к

и при

исследованиях дифференциального

альбедо

тепловых

нейтронов,

выполненных

в

этих

р а б о т а х

и

ранее

о б с у ж д а в ­

шихся

в разделе 3.2.

Абсолютные измерения спектра нейтронов, п а д а ю щ и х на рас ­

сеиватель,

в

диапазоне

энергий

0,5

эв—10

кэв

проводили

вании

борных фильтров различной толщины [22]. П р и

энергии

выше

1 Мэв спектральное распределение предполагалось

таким

(предположено отсутствие азимутальной

зависимости)

Д£„

ас

(ДЕ„, Ѳ0; Ет, Ѳ)

ас (ДЯ«, Ѳ„; Ят )

2,64--9,57 Мэв

|Л ( 1 +1,73 р.) (0,0024+ 0,0040 ц„)

0,016+0,027 (л0

0,750--2,64 Мяв

р, (1 + 1,73

ц.) (0,0028+0,0044 ц0 )

0,019+0,030 |х0

200- -750 кэв

ц (1 + 1,73

(л) (0,0036+0,0049 |.і0)

0,024+0,033 j . i 0

0

• 0,1

0,2 0,3

0)4 0,5 0,6

0,7 0,3 0,9 ß

Рис. 4.4. Сравнение

измеренных

и рассчитанных

значений дифференциального

подкадмиевого аль­

бедо

нейтронов для

Ѳ 0 =0°

(/) и

для Ѳ 0 =75° И

ср=15° І2) [2, 3]:

результаты расчета (

);

экспериментальные

данные:

П — Ѳ0=0°;

О —Ѳо=75°;

ср = 15°; Д — Ѳ„=75°;

Ф=135°.

пределении

нейтронов, з а м е д л и в ш и х с я

в рассеивателе до энер­

гий ниже 0,5

эв.

Сравнения были

проведены

в 35 точках.

Среднеквадратиче -

евых

нейтронов

д л я геометрии,

идентичной п л о с к о м у

монона­

правленному источнику нейтронов и полубесконечному

о т р а ж а ­

телю . Н а основе

диффузионно - возрастного

п р и б л и ж е н и я прове­

дены

расчеты

токового

интегрального альбедо подкадмиевых

нейтронов. Р е з у л ь т а т ы расчета

совпадают

с д а н н ы м и

работ [2,

3] с погрешностью д о ~

10%.

Э к с п е р и м е н т а л ь н ое исследование

подкадмиевого

альбедо

нейтронов было проведено д л я рассеивателей из

бетона и

желе ­

за

при

энергии

нейтронов £ о < 0 , 4 эв;

£о = 1>44 эв; £"о =

132

эв

и

£ 0 =

2,9

кэв.

В качестве источника

нейтронов

использовали

горизонтальный

пучок реактора

ИРТ - 2000 М И Ф И . Схема

экспе­

риментальной установки показана на

рис. 4.5. Специальный

кол­

лиматор из бетона с диаметром

коллимационного

отверстия

6

см

и длиной

150 см, помещенный

на выходе горизонтального

кана ­

лось с помощью методики резонансных фильтров [21]. В

этих

исследованиях в качестве фильтров

применяли Cd4 B ,

I n 1 1 5 ,

С о 5 9

и Na 2 3 . При использовании фильтров

из

С о 5 9 , N a 2 3 и

I n ' 1 5

ней­

троны с энергиями, меньшими 0,4

эв,

«срезались»

дополни­

Детекторами

нейтронов служили сцинтилляционные счетчи­

ки, состоящие из

сцинтиллятора ZnS + B 1 0 в

пластмассе с

фото­

умножителем ФЭУ-13.

Некоторые из

полученных в этой работе

экспериментальных

результатов

для

полубесконечных рассеивателей

из

бетона

и ж е ­

леза вместе

с расчетными данными приводятся

на

рис. 4.6.

Эти

0,1 1

10

100 Е0,зв

0,1 1 10 100 Е0,эо

.

а

'

ô~