Биологическая защита реактора
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
миллибарнах [7];
Еэфф - эффективный энергетический порог реакции, МэВ [7].
2.4 Расчёт удельной наведённой активности бетонной шахты реактора
.4.1 Определение плотности потока нейтронов
Плотность потока нейтронов падающих на защиту определим, используя программный комплекс Anisn-BMSTU вер. 1.0 [28] Входными данными для программного комплекса является геометрия конструкционных материалов в одномерном приближении, и их состав, размеры активной зоны реактора, его мощность и коэффициенты неравномерности энерговыделения в АЗ.
Формируем расчётную схему исходя из данных представленных в [1]. Схема сформирована для плоскости проходящей через объём с наибольшим нейтронным потоком.
- Активная зона
- Свинцовый отражатель
- Обечайка АЗ
,6,8 - Слой СТ
- Разделительная обечайка
- Обечайка
- Корпус реактора
- Газовая прослойка
- Стальная облицовка бетона
- Шамотный бетон
- Тяжелый бетон
В ходе расчёта были получены следующие значения плотностей потоков нейтронов:
падающих на слой шамотного бетона .
падающих на слой бетона на граните.
2.4.2 Расчёт наведённой активности бетонной шахты
Содержание химических элементов
Радиационно - опасными среди них являются Ca, Fe, а также следовые элементы Co и Eu.
Для определения суммарной активности конструкционных и защитных материалов, облученных спектром нейтронов, необходимо просуммировать удельные активности всех изотопов, образовавшихся в материалах под действием нейтронов всех энергетических групп согласно формуле
Ядерно-физические характеристики радионуклидов
При помощи метода эффективных пороговых сечений вычислим активность Mn54 получаемого в результате реакции
идущей на быстрых нейтронах.
Спектр нейтронов деления опишем функцией:
Эффективный энергетический порог реакции
Эффективное сечение реакции активации
Интеграл активации
Период полураспада Mn54
Постоянная распада
Удельная активность Mn54 образующегося под действием быстрых нейтронов
Суммарная удельная активность элементов
2.4.3 Результаты расчёта удельной наведённой активности шамотного бетона
Удельная наведённая активность шамотного бетона после 30 лет работы реактора, рассчитанная по плотности нейтронного потока падающего на слой шамотного бетона , Бк/ г
Графики зависимости удельной наведённой активности радионуклидов в бетоне и суммарной наведённой активности бетона от времени выдержки после остановки реактора, Бк/ г.
Выдержка от 0 до 30 лет
Выдержка от 15 до 30 лет
Выдержка от 30 до 70 лет
В связи с изменением плотности потока нейтронов по толщине слоя бетона, будет изменяться и активность бетона.
Распределение плотности потоков нейтронов в слое шамотного бетона
Распределение удельной активности по толщине бетона через год , 5 и 10 лет выдержки
Распределение удельной активности по толщине бетона через 20, 30,40 лет выдержки
Распределение удельной активности по толщине бетона через 50, 60,70 лет выдержки
2.4.4 Результаты расчёта удельной наведённой активности бетона на граните
Удельная наведённая активность бетона на граните после 30 лет работы реактора, рассчитанная по плотности нейтронного потока падающего на поверхность этого бетона, Бк/ г
Таблица 19
Графики зависимости удельной наведённой активности радионуклидов в бетоне и суммарной наведённой активности бетона от времени выдержки после остановки реактора, Бк/ г
Выдержка от 0 до 10 лет
Выдержка от 10 до 70 лет
Распределение плотности потоков нейтронов по толщине бетона на граните.
Распределение удельной активности по толщине бетона через год , 5 и 10 лет выдержки
Распределение удельной активности по толщине бетона через 20, 30,40 лет выдержки
Выводы
Активация материалов в значительной степени обусловлена радионуклидами, образующимися на изотопах химических элементов примесей, находящимися в материалах на уровне следов, с содержанием по массе до 10-4….10-5 %. Содержание элементов на уровне следов изменяется в материалах в большом диапазоне. Например, содержание такого важного элемента примеси как европий изменяется в различных бетонах более чем на порядок. Обычно эти изотопы примесей на уровне следов не влияют на процессы переноса ионизирующих излучений через вещество и при выборе составов материалов не учитываются.
Среди выбранных для проведения расчётов реакций активации шесть являются реакцией (n, ?), одна - реакцией (n,p) на 54Fe. Все шесть реакций активации идут на тепловых и эпитепловых нейтронах и только одна реакция 54Fe(n,p)54Mn является реакцией на быстрых нейтронах с эффективным порогом 3.0 МэВ и эффективным сечением этой пороговой реакции 370 мбарн.
В результате расчётов была получена следующая картина временного распределения наведённой активности в бетонах:
Шамотный бетон.
В первые 2 месяца выдержки наибольший вклад в суммарную наведённую активность делает радионуклид 45Ca, одна?/p>