Файл: Альбедо нейтронов..pdf

В

табл . 5.10—5.14 приведены результаты расчетов дл я

воды

и ж е л е з а токовых значений

д и ф ф е р е н ц и а л ь н ы х числовых

и до-

зовых

альбедо в зависимости

от полярного Ѳ и азимутального q;

энергий нейтронов источника Д£о, а в т а б л .

5.15 — соответствен­

но

результаты

расчетов

дозовых токовых

альбедо

дл я

бетона.

Не а н а л и з и р у я подробно закономерности

формирования поля

отраженного излучения,

отметим лишь

некоторые

зависимости.

И з

приведенных данных

видно, что при

больших

углах

Ѳо и 0

д л я

всех сред

н а б л ю д а ю т с я значительные (в 5—10

и более раз)

азимутальные

вариации

дифференциального

альбедо . Т а к и е из­

вых столкновений за счет сильной

анизотропии д и ф ф е р е н ц и а л ь ­

ного сечения

упругого

рассеяния .

Д и ф ф е р е н ц и а л ь н ы е

числовые и

д и ф ф е р е н ц и а л ь н ы е дозовые

альбедо дл я ж е л е з а (см. табл . 5.13,

5.14), воды (см. табл . 5.10—

5.12) и бетона (см. табл .

5.15)

описываются

полуэмпирическими

ф о р м у л а м и

(5.1), (5.2)

и

(5.7)

во

всем

рассматриваемом диа ­

пазоне значений углов

Ѳо, Ѳ, q> и энергий

АЕ0

с погрешностью, не

ТОЛЩИНЫ

В реальных ядернофизических установках рассеиватель

ча­

сто

имеет

конечную

толщину,

причем

о т р а ж а ю щ а я

поверхность

его во многих случаях отличается от плоской

(например,

цилин­

дрические

к а н а л ы в защите,

сферические

полости

и т. д . ) .

В литературе

зависимость

альбедо

нейтронов

от толщины от­

р а ж а т е л я

р а с с м а т р и в а л а с ь

для

быстрых

нейтронов

в

рабо ­

тах

[ 6 ] — д л я водорода,

воды,

бетона,

алюминия,

ж е л е з а

и

ура­

на;

[3, 4] — д л я

бетона;

[7] — д л я

полиэтилена; [19] — д л я

к а р ­

бида бора,

графита,

свинца

и ж е л е з а ;

[21],

[22] и

[ 4 8 ] — д л я

ж е л е з а ; [ 1 2 ] — д л я

алюминия

и

ж е л е з а ;

[ 5 ] — д л я

воды.

Д л я

нейтронов

низких энергий

эта

зависимость

была

рассмотрена

в работах

[19] дл я железа,

графита,

к а р б и д а

бора,

свинца;

[49] — д л я

алюминия, полиэтилена и ж е л е з а ;

[50] — д л я

любых

материалов .

Зависимость

альбедо

нейтронов

от

кривизны

о т р а ж а т е л я

изучалась

в работе [ 6 ] .

Следует отметить, что приводимая

в литературе

и н ф о р м а ц и я

по

обратному рассеянию нейтронов от плоских о т р а ж а т е л е й

ко­

нечной толщины и особенно от полубесконечных

криволинейных

о т р а ж а т е л е й носит ограниченный

х а р а к т е р . В настоящем

разде ­

ле

рассматриваются

основные результаты

этих

исследований.

К а к было показано

в р а з д е л е

1.4,

поле обратно

рассеянных

нейтронов

дл я плоских

рассеивателей

бесконечной тдлщины

мо-

ж ет

быть представлено

с помощью

двухгрупповой

модели в ви­

де суммы двух членов.

В

случае

плоских рассеивателей

конеч­

ной

толщины

или ж е

полубесконечных

криволинейных

рассеи­

вателей двухгрупповая

модель

остается

справедливой,

однако

в к л а д

к а ж д о г о из членов полуэмпирической

формулы (1.91) ста­

новится иным, чем в случае плоских

бесконечных

рассеивате­

лей

[19] . Рассмотрим

зависимость

д и ф ф е р е н ц и а л ь н ы х

и инте­

гральных альбедо от толщины плоского

о т р а ж а т е л я .

Вероятность выхода

нейтронов

точечного

мононаправленного

источника

из

плоского

рассеивателя толщиной d (рис. 5.14) по­

сле

одного

соударения

определяется

в ы р а ж е н и е м

d

2 (£„) z

2 (£,) z

f c

~

S e , (£,)

c -

- ^

Г

F (Qs)

d z

_

Zel(Ea)F(Qs)

1

cos0o

4л

4 я 2 ( £ 0 )

о

h

lloTÔT + loIFi"

X

c o s

9

c

(5.10)

Сравнение

в ы р а ж е н и я

(5.10)

с

аналогичным

в ы р а ж е н и е м

зависимость

числа о т р а ж е н н ы х однократно рассеянных

ней­

тронов

от

толщины

о т р а ж а т е л я

определяется

членом

Г

/г(£„)

d - i

]

g \

cos Ѳ„

cos Ѳ

)

При

d-+oo

в ы р а ж е н и е

(5.10) переходит

в в ы р а ж е н и е

(1.88)

д л я

плоского

бесконечного

рассеивателя .

Однократно рассеянные

нейтроны

д а ю т

значительный

в к л а д

в альбедо, причем

в к л а д этот увеличивается

с уменьшением

тол­

щины о т р а ж а т е л я

и увеличением

угла

падения

нейтронов Ѳп.

Н а п р и м е р , для бетона

(точечный

мононаправленный

источник с

энергией

Д £ 0 = 1 , 5 — 3 , 0

Мэв,

плоский

рассеиватель

бесконечной

толщины)

в к л а д однократно

рассеянных

нейтронов

в отражен ­

ную

дозу

при Ѳо = 0° (нормальное

падение)

согласно

[3]

состав­

ляет

около 30%, а при Ѳо = 85° (скользящее

падение) — у ж е

око­

ло 60%. Д л я

воды

[5]

соответственно

отношение

интегрального

числовому альбедо при Е0

= 3 Мэв равно 0,17 дл я

Ѳо=0° и 0,66

для Ѳ0 = 90°.

Уменьшение толщины

о т р а ж а т е л я приводит к

увеличению

ударении . Н а рис. 5.15 показаны

энергетические

спектры нейтро­

нов, отраженных от плоских

рассеивателей из

воды

различной

толщины

(источник — тонкий

луч нейтронов

с энергией Ей=

= 3 Мэв;

Ѳо=0°). К а к видно из

рисунка, изменение

величины

пиков в

высокоэнергетической

части спектра значительно сла­

бее, чем в низкоэнергетической

части.