Авторы
Миннебаев М.И., Белозерова А.Р., Павлов В.В., Чернышева Т.И.
Организация
АО «Государственный научный центр – Научно-исследовательский институт атомных реакторов», Димитровград, Россия
Миннебаев М.И. – инженер.
Белозерова А.Р. – старший научный сотрудник, кандидат физико-математических наук. Контакты: Димитровград, Западное шоссе, д. 9, 433510. Тел.: (84235) 9-87-58, 7-98-43; e-mail:
Павлов В.В. – ведущий инженер.
Чернышева Т.И. – ведущий инженер.
Аннотация
В поисках новых материалов для ядерных технологий авторами статьи изучены образцы природной горной слюды. Для моделирования поглощающих свойств материалов биологической защиты от нейтронного и гамма-излучения на пневмотранспортной экспериментальной установке и на основе имитации траекторий нейтронов и гамма-квантов в трёхмерной геометрии рассмотрены математические модели определения классификационных признаков испытываемых материалов, сопоставимых друг с другом. Модель, обученная на экспериментальных данных с точностью ее прогнозов не хуже 10 %, была принята за приемлемую и с её помощью проводили вычисления, позволяющие построить каждую из зависимостей для толщины защитных слоёв до 30 см. Распределение плотности нейтронного потока в лотке, заполненном различными защитными материалами, при разном окружении лотка рассчитано методом Монте-Карло. По экспериментальным и теоретическим оценкам защитных свойств исследуемого материала выявлены его возможности в использовании для конструкции реактора четвертого поколения. В перспективе предпочтительно использование природной горной слюды для биологической защиты от гамма-квантов при ее пропитке специальными веществами с высокой плотностью элементов больших атомных номером, таких как свинец, висмут, тантал, вольфрам, либо для биологической защиты от нейтронов разных энергий путем пропитки элементами бора при технологической обработке этого пористого материала. Не исключено ее использование для комбинированной защиты от быстрых нейтронов в лабораторных условиях.
Ключевые слова
ионизирующее излучение, материалы биологической защиты, имитационные и математические модели, поглощение нейтронного излучения, поглощение гамма-излучения
УДК 621.039.53
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2023, № 1, c. 170–179