Файл: Альбедо нейтронов..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 86

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

верхний

предел

интегрирования

в ы р а ж е н и я

(5.11) равен za ,i„],=

==R{—n:

 

M i а н

е бесконечности,

как

в

случае

плоского

\ sin Ѳ

J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рассеивателя . Таким образом, дл я 0=^=0 выход однократно

рас­

сеянных

на

угол

Ѳ нейтронов

осуществляется

из области,

имею­

щей форму

конуса

с высотой

гЭфф и полууглом

0.

 

 

 

Д л я

0 = 0 гЭфф = оо,

и

выход

излучения

 

возможен с

любой

глубины.

В

этом

случае

l z, и

 

величина

 

дифференциального

альбедо

однократно

рассеянных

нейтронов

(5.11) не

отличается

от соответствующих

альбедо

для

плоского

 

полубесконечного

рассеивателя .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выход многократно

рассеянного

излучения

т а к ж е

возможен

только из определенных

областей

 

рассеивателя .

R приводит

 

Уменьшение радиуса

 

кривизны

о т р а ж а т е л я

при­

мерно к

одинаковому уменьшению размеров областей выхода

однократно

и многократно рассеянного излучения.

По-видимо­

му, именно это обстоятельство и объясняет тот факт, что форма

энергетического

спектра нейтронов,

отраженных от

сферического

о т р а ж а т е л я , слабо

зависит

от

радиуса

кривизны

R (см.

рис. 5.22).

 

 

 

 

 

 

 

Зависимость

интегрального

альбедо нейтронов

от

радиуса

кривизны о т р а ж а т е л я

в широком

диапазоне

значений

энергии

нейтронов источников может быть описана формулой, подобной

формуле дл я у-излучения,

приведенной в работе [51] .

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1.

Гудкова Л. Я. и др. «Атомная энергия», 22, 122 (1967).

 

2.

Гудкова

Л. Я. и др. «Атомная энергия», 25, 222 (1968).

 

3.

Maerker

R. Е.,

Muckenthaler

F. J. Nucl. Sei. and Engng,

22, 455 (1965).

4.

Maerker

R. E.,

Muckenthaler

F. J. Report ORNL No. 3822 (1965).

5.

Berger M . J., Cooper J. W. J. Res. Nat. Bur. Standards, 63A, 101 (1959).

6.

Leimdörfer M . J. Chalmers tékn. högskol. handl.. No. 288

(1964).

7.

Ермаков

С. M. и др. «Атомная энергия», 15, 253 (1963).

 

8.Allen F. J. et al. Report BRL, No. 1189 (1963).

9.Allen F. J. et al. Report BRL, No. 1190 (1963).

10.Allen F. J. et al. Report BRL, No. 1204 (1963).

11.Allen F. J. et al. Report BRL, No. 1199 (1963).

12.Громов В. П. и др. «Атомная энергия», 24, 567 (1968).

13.Foderaro A., Obenshain F. Neptune Westinghouse Atomic Power Div Rent., WAPD-TH-517.

14.Ширкин Л. M . «Атомная энергия», 20, 267 (1966).

15.Trubey D. К. Report ORNL-3193, 288 (1961).

16.Morgan P. B. The Monte Carlo Method. Neutron Reflection by Waler. US Naval Ordnance Laboratory, While Oak, Maryland, NAVORD. Report 6227.

17.Burrell M. O., Cribbs D. L. Report NR-82 (1960).

18. Гермогенова Т. А. В сб.: Вопросы физики

защиты реакторов. Вып. 2.

Под ред. Д. Л. Бродера и др. М., Атомнздат,

1966, стр. 22.

19.Гермогенова Т. А. и др. В сб.: Проблемы защиты от проникающих излу­ чений реакторных установок. Т. 4. Мелекесс, 1969, стр. 35.

20.Kish I . A. et al. Trans Amer. Nucl. Soc, 8, 186 (1965).

21.Трыков Л. A. и др. «Атомная энергия», 21, 246 (1966).

262


22.Кухтёвич В. Й. іі др. В сб.: Вопросы дозиметрии и защиты от излучении. Под ред. Л. Р. Кимеля. Вып. 6. М., Атомпздат, 1967, стр. 13.

23.Stern H. Е. Report AECD-3718 (1953).

24.Cure J. W., Hurst G. S. Nucleonics, 12, 36 (1954).

25. Strickler T. D. et al. Nucl. Sei. and Engng, 3, i l (1958).

26.Gilbert H. E. Report AECU-4129 (1958).

27.Allen F. J. et al. Report BRL No. 1224 (1963).

28.Коган A. M . и др. «Атомная энергия», 7, 385 (1959).

29.Spinney К. T. Report AERE-T/M-120 (1955).

30.

French R. L„

Wells M . B. Nucl. Sei. and Engng, 19, 441

(1964).

31.

Гольдштейн

Г. Основы защиты реакторов. Перев. с

англ. Под ред.

Н.И. Лалетина. М., Госатомнздат, 1961, стр. 23.

32.Trotibetzkoy E. S. Report NDA-2111—3. Vol. С (1959).

33. Гермогенова

Т. А. и

др. В сб.: Вопросы физики

защиты реакторов.

Вып. 4. Под

ред. Д.

Л. Бродера и др. М., Атомпздат,

1969, стр. 5.

34.Суворов А. П. и др. В сб.: Бюллетень информационного центра по ядер­ ным данным. Вып. 2. М., Атомпздат, 1965, стр. 320.

35.

Гермогенова Т.

А. н др. Перенос быстрых нейтронов

в плоских защитах.

 

М., Атомпздат,

1971.

 

 

 

 

36.

Song

Y. Т. Trans. Amer. Nucl.

Soc,

10, 727

(1967).

 

37.

Song

Y. T., Hucldelston С. H.

Trans.

Amer.

Nucl. Soc,

7, 364 (1964).

38.Емелин A. Г. н др. В сб.: Вопросы дозиметрии и защиты от излучений. Вып. 9. Под ред. Л. Р. Кимеля. М„ Атомпздат, 1969, стр. 7.

39. Chilton А. В., Huddieston С. М. Nucl. Sei. and Engng, 17, 419 (1962).

40.Chilton A. B. el al. Trans. Amer. Nucl. Soc, 8, 656 (1965).

41.Золотухин В. Г., Ермаков С. M. В сб.: Вопросы физики защиты реакто­ ров. Под ред. Д. Л. Бродера и др. М., Госатомнздат, .1963, стр. 171.

42.Ермаков С. М. н др. «Атомная энергия», 18, 416 (1965).

43.

Alter H. J. Nucl. Energy, part a/b.

Reactor

Science

and Technology,

20,

 

No. 1 (1966).

 

 

 

 

 

44.

Schmidt J. J.

Neutron Cross Section for fast

reactor

materials. Part

I I .

 

Tables. Karlsruhe, 1962.

 

 

 

 

45.

Kalos M . H. et

al. Report UNC-5038

(NDL-TR-40) (1962).

 

46.Caswell R. S. J. Res. Nat. Bur. Standards, 66A, 389 (1962).

47.Troubetzkoy E. S. Report NDA-2133-4 (1961).

48.During G. et al. Arkiv fys., 26, 293 (1964).

49.Doty D. R. Nucl. Sei. and Engng, 27, 478 (1967).

50. Placzek G. The Science and Engineering of Nuclear Power. Ch. 7, 1948.

51.Золотухин В. Г. и др. Прохождение излучений через неоднородности в защите. Под ред. О. И. Лейпунского, В. П. Машковича. М., Атомпздат, 1968, стр. 68.


ГЛАВА ѴІ

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЛЯ ОТРАЖЕННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

В настоящей главе на основании имеющихся расчетных и экспериментальных данных по д и ф ф е р е н ц и а л ь н ы м характери ­ стикам альбедо рассматриваются основные закономерности фор­

мирования

поля

обратного рассеяния мононаправленных

источ­

ников

нейтронов

от

полубесконечных

рассеивателей. Многие

отмечаемые

зависимости

количественно

и

качественно

объяс ­

няются

исходя из

двухгрупповой

модели

формирования

поля

отраженного излучения,

рассмотренной

в разделе 1.4.

 

Ц е л ь ю

настоящей

главы не

является

всеобъемлющее рас­

смотрение всех закономерностей . Авторы пытались сформулиро ­

вать

и п р о а н а л и з и р о в а т ь

л и ш ь

некоторые, наиболее

общие и

в а ж н ы е из них.

Использование

качественной

и количественной

информации

глав

I I I — V

позволит

читателю

при

необходимо­

сти самостоятельно

пополнить этот анализ .

 

 

 

 

 

6.1. СПЕКТРАЛЬНЫЕ

РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

ОТРАЖЕННЫХ

 

 

 

 

 

 

 

НЕЙТРОНОВ

 

 

 

 

 

Нейтрон, п а д а ю щ и й на границу цолубескоиечной среды, ис­

пытывает некоторое

число

столкновений

с

я д р а м и рассеивателя .

При

к а ж д о м

столкновении в соответствии

с з а к о н а м и

сохране­

ния

энергии

и

импульса

происходит

изменение

направления

д в и ж е н и я нейтрона

и

его

энергии.

Случайные

б л у ж д а н и я ней­

трона п р о д о л ж а ю т с я

до тех пор, пока

он

не поглотится или не

покинет среду.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Величина энергетических потерь нейтрона зависит от многих факторов: начальной энергии нейтрона; типов взаимодействия (упругие или неупругие); угла рассеяния; угловой зависимости

дифференциального сечения рассеяния;

массы с т а л к и в а ю щ и х с я

частиц;

номера столкновения.

 

В р

а з д е л е 1.4 было показано [см.

в ы р а ж е н и е (1.96)], что

д и ф ф е р е н ц и а л ь н о е спектральное альбедо содержит две компо­

ненты, соответствующие

однократному и многократному рассея­

нию нейтронов в данный

телесный угол. Угловое распределение

многократно рассеянных

нейтронов аппроксимируется

функцией,

пропорциональной cos Ѳ.

Энергетический спектр этих

нейтронов

264


имеет почти

постоянную форму,

з а в и с я щ у ю только от началь ­

ной энергии

нейтронов источника

Е0 и м а т е р и а л а рассеивателя .

Угловое распределение и форма энергетического спектра одно­

кратно рассеянных нейтронов сильно зависят

от угла рассеяния

0S . В общем случае в компоненту однократного

рассеяния может

быть включено несколько первых упругих анизотропных рас­

сеяний. Компонента

многократного рассеяния

включает в себя

т а к ж е претерпевшие

неупругое столкновение

нейтроны,

угловое

распределение для которых изотропно.

 

 

Анализ результатов расчетов и экспериментальных

исследо­

ваний д и ф ф е р е н ц и а л ь н ы х спектральных альбедо подтверждает

существование этих двух групп нейтронов.

На рис. 5.12 в виде

примера приведены

для воды,

ж е л е з а и

бетона

д и ф ф е р е н ц и а л ь ­

ные

спектральные

альбедо

дл я

энергий

нейтронов

источника

Д £ 0

= 5-ь6,5 Мэв

(вода,

железо)

и аЕ0=6^г8

Мэв

(бетон)

и

раз ­

личных

условий

проведения

измерений.

Сравнение

гистограмм

показывает, что форма спектра зависит от

угла

рассеяния

Qs и

проявляется главным образом в величине

пика, создаваемого

нейтронами первых столкновений в высокоэнергетической

части

спектра. Особенно велика эта зависимость

при

скользящем

па­

дении нейтронов. Такое поведение

д и ф ф е р е н ц и а л ь н ы х

спектраль­

ных альбедо характерно дл я

всех

сред

и всех

энергий

нейтро­

нов

источника.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Энергия нейтронов компоненты однократного упругого рас­

сеяния

определяется

в ы р а ж е н и е м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ѣ-

= (А +

I ) - 2 { ( Л а

— l

 

+

c o s ^ O + cose,)2 ,

 

(6.1)

где А — атомный

вес

ядра - рассеивателя .

 

 

 

 

 

 

 

Интересно отметить, что в случае чисто

водородного

рассеи­

вателя

(А = \)

пик

однократного

 

рассеяния

вообще

отсутствует

в спектре о т р а ж е н н ы х

нейтронов

дл я углов

Ѳ8 = я — ( Ѳ + Ѳ о ) ^ - ^ -

(для Ф = 0°). Д л я

сред

с А>4

пик однократного

рассеяния

при­

сутствует при

любых

значениях Qs.

 

 

 

 

 

 

 

 

Форма энергетического

спектра

компоненты

многократного

рассеяния в области - энергий

Е>\

 

кэв определяется

величиной

средних потерь энергии при столкновении.

Н а рис. 6.1, а, б

при­

ведены дл я близких начальных условий

рассчитанные

методом

М о н т е - К а р л о

энергетические

спектры

о т р а ж е н н ы х

нейтронов

д л я

рассеивателей

из воды

и ж е л е з а . Пр и этом

энергия

нейтро­

нов источника л е ж и т ниже энергии возбуждения первого уровня

ядер рассеивателей, так что

спектры

о т р а ж е н и я

формируются

только за счет упругих столкновений. Следует отметить

харак ­

терную форму спектра

~ £ - '

дл я воды

( ё = 1 ) и

дл я ж е л е з а

(£ = 0,035).

Однако при наличии неупругого

рассеяния,

когда \

становится

большим,

спектр

для ж е л е з а

т а к ж е

приобретает

форму, близкую к Е~{

(см. рис. 6.1, е ) . Пр и этом существование

17 Зак. 19

 

 

 

 

 

 

26§