Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Сечение выведения для гетерогенных сред.




Если пластину некоторого тяжелого вещества поместить в однородную водородсодержащую среду так, чтобы нейтронный источник находился вблизи пластин, см. рис. 3.3, то закон ослабления нейтронов этой средой можно записать в виде

Д’ (x, d) = Д’Н (xd) ⋅ exp(−Σ гетd) (3.35)

где Д’ (x, d) — мощность дозы быстрых нейтронов на расстоянии x от источника; Д’Н (xd) — мощность дозы быстрых нейтронов в водородсодержащем материале толщиной x - d, когда пластина отсутствует; Σгет — сечение выведения, см-1; d — толщина защиты, см. Под Д’ (x, d) и Д’Н (xd) можно понимать полную мощность дозы нейтронов всех энергий, так как в водородсодержащих средах, начиная с толщины две длины релаксации устанавливается практически постоянный дозовый состав излучения. Rmin соответствует толщине x - d при которой Σгет становится постоянным и не увеличивается с ростом x - d, рис.3.4.

 

 

 


Рис. 3.3. Геометрия эксперимента по определению сечения выведения.

 

Обычно величина Rmin для источников спектра деления составляет для воды 40 - 60 см, для полиэтилена 35 - 50 см. иначе говоря, Rmin характеризует минимальное количество водородсодержащего материала, при котором возмущением пластиной спектра источника можно пренебречь. В общем случае. Rmin зависит от энергии нейтронов источника Е0, материала пластины и эффективного порога регистрации нейтронов. С уменьшением энергии источника в интервале 1 МэВ < Е0 < 15 МэВ, рис. 3.5, и увеличением энергетического порога детектирования Епор наблюдается уменьшение Rmin.

Сечение выведения обычно определяют экспериментально, однако существуют методики их расчета. Численные значения величин сечений выведения для различных материалов и энергий нейтронов можно найти в справочной литературе. В частности, для нейтронов спектра деления сечения выведения приведены в таблице 5.1.

 

 

 


Рис. 3.4. Зависимость сечения выведения от x-d для точечного изотропного источника нейтронов деления, помещенного в центре сферы из железа или свинца с толщиной стенок d, которая покрыта сферическим слоем полиэтилена толщиной x-d для Епор = 302 кэВ.

 

 


Рис. 3.5. Зависимость Rmin от энергии нейтронов источника для различных материалов.

 

Таблица 3.1

Сечения выведения для нейтронов спектра деления, 10-24 см2

 

Элемент   Элемент  
Li 1,01 ± 0,05 Fe 1,98 ± 0,08
Be 1,07 ± 0,06 Ni 1,89 ± 0,1
B 0,97 ± 1,10 Cu 2,04 ± 0,11
C 0,81 ± 0,05 Zr 2,36 ± 0,12
O 0,99 ± 0,10 Bi 3,49 ± 0,35
F 1,29 ± 0,06 Pb 3,53 ± 0,30
Al 1,31 ± 0,05 U 3,16 ± 0,40
Cl 1,2 ± 0,80    

 

В формуле (3.35) мощность дозы быстрых нейтронов в водородсодержащих материалах ДН(x – d) определяют по методу длин релаксаций.

Закон ослабления нейтронов заданного спектра набором пластин различных материалов можно представить в виде


(3.36)

 

где m — число пластин из различных материалов; ∑ гет , i и di — сечение выведения и толщина слоя вещества i – го компонента соответственно. Сечение выведения, см-1, сложных по химическому составу сред можно рассчитать по формуле


(3.37)

 

где ni — ядерная плотность элементов в смеси; σ гет , i — микроскопическое сечение выведения элементов, m — число элементов в смеси. Выполним в (3.37) тождественные преобразования. Разделим и умножим каждое слагаемое на ρi — плотность компонента i – го вещества и разделим левую и правую часть на ρ — плотность смеси

 


(3.38)

 

или

 


(3.39)


где – массовое сечение выведения, см2/Гр, сложного вещества


– массовое сечение выведения, см2/Гр, i -го компонента

 

смеси; ηi — массовое содержание, %, i – го элемента.

Зная зависимость Σ гет = Σ гет (Е), можно записать закон ослаблении мощности дозы нейтронов для произвольного дозового спектра нейтронов


(3.40)

где Д’Н (хd, E) — мощность дозы нейтронов в водородсодержащей среде от источника с энергией Е.

 

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...