ЗАЩИТА ОТ НЕЙТРОНОВ

1. В связи с отсутствием у нейтронов заряда они проходят без столкновений в конденсированных средах сравнительно большие для элементарных частиц расстояния, измеряемые сантиметрами.

Вероятность того или иного взаимодействия нейтрона с ядром (упругое и неупругое рассеяние, радиационный захват, захват с испусканием заряженных частиц, деление) определяется энергией нейтрона e_n и сечением процесса S. Полное макроскопическое сечение взаимодействия нейтрона с ядром S_tot (иногда индекс опускают) определяется как сумма

S_tot = S_s + S _a+ S_f , (6.1)

где S_s – сечение рассеяния, представляющее сумму упругого S_el (elastic) и неупругого (inelastic) сечений: S_s = S_el + S_in;

S_a – сечение поглощения (absorption), Σ_a = Σ_c + Σ_n,p + Σ_n,α + ··· , где S_c – сечение радиационного захвата (capture), иногда используют обозначение Σ_n,γили S_γ, остальные сечения относятся к различным ядерным реакциям;

S_f – сечение деления.

Полное сечение взаимодействия S характеризует ослабление потока нейтронов веществом. Сечения нейтронных реакций сложным образом зависят от энергии нейтронов и значительно различаются для разных элементов и даже изотопов одного элемента.

Ослабление узкого коллимированного пучка нейтронов тонким слоем вещества происходит по экспоненциальному закону

, (6.2)

где N₀ – число нейтронов, падающих на 1 см² поверхности вещества перпендикулярно к поверхности;

N_х – число не испытавших взаимодействия нейтронов, проходящих через 1 см² поверхности, перпендикулярной исходному направлению, и достигших глубины x;

S – макроскопическое сечение взаимодействия.

Для сложного состава защиты

S = s₁×n₁ + s₂×n₂ + . . . , (6.3)

где s₁, s₂ , . . . – полные микроскопические сечения[13] отдельных химических элементов, входящих в состав сложного вещества, см² (соотношение между макроскопическим S и микроскопическим сечениями определяется формулой (2.8));

n₁, n₂, . . . – концентрации ядер отдельных элементов, находящихся в 1 см³ вещества.

Величина l = 1/S называется средней длиной свободного пробега нейтронов в веществе, тогда, используя l, формулу (6.2) можно записать в виде

. (6.4)

2. Поскольку явления, происходящие при взаимодействии нейтронов с ядрами вещества, существенно зависят от энергии нейтрона, оказалось целесообразным разделять нейтроны на группы по энергиям. Границы энергетических групп нейтронов весьма условны: тепловые (e_n < 1 эВ), медленные (1 эВ < e_n < 100 эВ), промежуточные (100 эВ < e_n < e_гран.), быстрые (e_n > e_гран.). В зависимости от решаемых задач энергия границы e_гран. между промежуточными и быстрыми нейтронами обычно выбирается в пределах 0,3-2 МэВ. От выбора значения e_гран. зависит, какой вклад в полную мощность дозы дадут различные группы нейтронов.

3. При проектировании защиты от нейтронов существенны следующие положения.

– Процесс поглощения эффективен только для медленных и резонансных нейтронов, поэтому быстрые нейтроны должны быть замедлены.

– Средние потери энергии при упругом рассеянии максимальны при столкновениях нейтронов с ядрами водорода и минимальны при столкновениях с тяжелыми ядрами.

– Нейтроны с энергией e_n > 0,5 МэВ могут испытывать неупругое рассеяние, т.е. такое, после которого рассеивающее ядро остается в возбужденном состоянии. Энергия возбуждения выделяется в виде гамма-излучения.

– Вероятность потери энергии в неупругом рассеянии возрастает с увеличением заряда ядра и энергии нейтрона.

– Сечения поглощения тепловых нейтронов для различных веществ изменяются в широких пределах (~ 10 порядков), поэтому выбором соответствующих материалов можно обеспечить быстрое поглощение тепловых нейтронов в защите.

– Захват тепловых нейтронов сопровождается испусканием захватного g-излучения, которое необходимо учитывать при расчете защиты.

– Под воздействием облучения нейтронами многие материалы становятся радиоактивными.

Таким образом, защита от нейтронов должна иметь в своем составе как легкое вещество (вода, полиэтилен, графит) для замедления быстрых и промежуточных нейтронов посредством упругого рассеяния, так и тяжелые элементы (железо, свинец) для замедления быстрых нейтронов в процессе неупругого рассеяния и ослабления захватного гамма-излучения. В защиту могут быть введены вещества с высоким эффективным сечением поглощения тепловых нейтронов (кадмий, бор).

4. Для нейтронов, выходящих широким пучком из активной зоны реактора, работающего на тепловых нейтронах, в расчетах защиты часто используют метод длин релаксации. Этот метод можно эффективно применять и для оценки защиты от точечных лабораторных источников нейтронов с непрерывным спектром. Метод длин релаксации используется для оценки плотности потока нейтронов конкретной энергетической группы за защитой, чаще всего однородной. Сущность метода длин релаксации заключается в том, что пространственное распределение плотности потока нейтронов в защите в заданном энергетическом интервале можно приближенно представить экспоненциальной зависимостью

, (6.5)

где j₀ - плотность потока нейтронов без защиты; L - параметр, называемый длиной релаксации нейтронов в среде. Длина релаксации, в общем случае, зависит от энергетического спектра нейтронов источника, толщины материала защиты d, компоновки и геометрии защиты, диапазона энергии детектируемых нейтронов и других условий задачи.

5. В большинстве случаев длина релаксации L не зависит от толщины защиты лишь в определенном диапазоне изменения d. Поэтому длина релаксации определяется для отдельных участков защиты, в пределах которых ослабление нейтронов может быть описано экспоненциальной зависимостью (6.5) с постоянным значением L. В таких случаях плотность потока нейтронов j(d) моноэнергетического точечного изотропного источника мощностью q за защитой толщиной d, когда источник и детектор находятся с разных сторон защиты вплотную к ней, может быть оценена из соотношения

, (6.6)

где f – коэффициент, характеризующий отклонение от экспоненциальной формы кривой ослабления нейтронов данного источника (Pu-Be, Pu-B, нейтроны 14 МэВ D-T-реакции) на начальных расстояниях (2-3) L от источника (значения f приведены в табл. П.32 для источников нейтронов деления f » 1); L_i – длина релаксации нейтронов на участке Dd_i (табл. П.30, П.31); Dd_i – толщина защиты i-го участка, для которого L принята равной L_i; m – число участков, на которые разделена защита по толщине.

На рисунке 6.1 представлена зависимость r²φ(r) в произвольных единицах для плотностей потоков быстрых (более 0,1 МэВ) нейтронов в водороде (1) и воде (2) при одинаковой концентрации атомов водорода от расстояния r для точечного источника нейтронов деления. Из рисунка видно, что зависимости нелинейны[14]. Для воды обычно выбирают интервалы 0 - 30 см, 30 - 60 см, 60 - 100 см, в пределах которых можно приближённо полагать зависимость линейной (т.е. L = const) и проводить расчёты по формуле (6.6).

Рис. 6.1. Зависимость r²φ(r) для плотности потока быстрых нейтронов в водороде (1) и воде (2) от расстояния r для точечного источника

Для защит, представляющих собой гомогенную смесь тяжелых и легких веществ, длина релаксации L рассчитывается из соотношения

, (6.7)

где L_л, L_т – длины релаксации легкого и тяжелого компонентов соответственно;

с_л, с_т – относительные объемные концентрации легкого и тяжелого компонентов соответственно (с_л+с_т=1,0). Под легкими веществами обычно подразумевают воду, парафин, полиэтилен, другую органику, а под тяжелыми – железо, сталь, свинец.

6. Анализ функций ослабления плотностей потоков нейтронов в водородсодержащих средах в сравнении с ослаблением нейтронов в водороде при одинаковых концентрациях водорода (аналогично рис. 6.1) показывает, что тяжёлые элементы можно рассматривать как добавку к водороду, переводящую нейтроны из области быстрых нейтронов в область энергий e < e_0, где e₀ – нижняя граница области быстрых нейтронов. Вероятность выхода нейтронов в область e < e₀ характеризуется параметром, называемым сечением выведения для гомогенных сред (микроскопическим σ_выв или макроскопическим ∑_выв). Тогда функцию ослабления плотности потока быстрых нейтронов в таких средах можно записать в виде

φ(r) = φ_Н(r, e > e₀)∙ , (6.8)

где φ_Н(r, e> e₀) – значение плотности потока быстрых нейтронов в водороде при концентрации ядер водорода, равной концентрации в данном веществе; ∑_выв – макроскопическое сечение выведения для тяжелых атомов; r – расстояние от источника.

Для любого водородсодержащего вещества использование эмпирического параметра – сечения выведения – обеспечивает удовлетворительное для практических целей описание функции ослабления плотности потока. Водород, по существу, выполняет роль «стандартного» вещества, относительно которого влияние других элементов учитывается введением экспоненциального множителя . В таблице П.35 представлены диапазоны значений функции ослабления плотности потоков быстрых (e₀ >1 МэВ) нейтронов источника спектра деления в водороде по данным различных авторов.

В таблице П.36 представлены значения микроскопических сечений выведения s_выв для гомогенных сред различных элементов для энергии e_n >1 МэВ и для нейтронов спектра деления.

Для нейтронов деления длина релаксации при e_n > 3 МэВ в чистой среде, не содержащей водорода, практически равна длине релаксации, рассчитанной на основании сечения выведения, т.е.

L = . (6.9)

Преимущество использования сечения выведения для расчетов ослабления быстрых нейтронов в веществе по сравнению с длиной релаксации состоит в том, что значения длин релаксации должны определяться для каждого вещества в целом, для различных расстояний и различных энергетических диапазонов, а макроскопическое сечение выведения оценивается по значениям микроскопических сечений и объемных концентраций отдельных элементов простым суммированием.

7. В гетерогенных защитах (рис. 6.2) с применением водородсодержащих сред при выполнении некоторых условий (тяжелый элемент располагается между источником и водородсодержащей защитой; толщина водородсодержащей защиты должна быть не менее двух - трех длин свободного пробега нейтронов) ослабление мощности дозы быстрых нейтронов вводимыми в защиту тяжелыми элементами можно учесть простым экспоненциальным множителем типа , где S_выв – гетерогенное сечение выведения, t – толщина вводимого элемента.

Рис. 6.2. Геометрия измерений по определению сечения выведения

Например, для нейтронов спектра деления мощность поглощенной дозы быстрых нейтронов за гетерогенной защитой, образуемой пластиной толщиной t, вводимой между источником и водородсодержащей защитой толщиной (z – t) (рис. 6.2), можно записать в виде

, (6.10)

где - мощность дозы быстрых нейтронов за гетерогенной защитой на расстоянии z от источника;

- мощность дозы быстрых нейтронов в водородсодержащем материале толщиной (z – t) без пластины;

S_выв – сечение выведения для пластины, см^-1.

Используя формулу (6.10), можно определить численное значение сечения выведения в простом эксперименте:

S_выв = , (6.11)

т.е. при определении S_выв гетерогенной среды необходимо измерить мощность дозы быстрых нейтронов в чистой водородсодержащей среде, а затем повторить измерения, установив перед водородсодержащей защитой слой материала, для которого определяется S_выв.

Сечения выведения для гетерогенных сред обычно на 5–15 % превышают сечения выведения для гомогенных сред. Значения микроскопических сечений выведения для гетерогенных сред представлены в табл. П.34.

Для использования концепции сечения выведения в расчетах необходимо, чтобы толщина (z – t) водородсодержащего материала была не менее некоторого минимального расстояния R_min, физический смысл которого заключается в следующем: расстояние R_min соответствует толщине (z – t), при которой S_выв становится постоянным и не увеличивается с дальнейшим увеличением (z – t), т.е. R_min характеризует то минимальное расстояние, с которого детектор перестает чувствовать возбуждающее поток нейтронов действие пластины[15].

Под поглощенной дозой быстрых нейтронов подразумевается доза в точке, причем обусловленная только нейтронами без учета захватного g-излучения и g-излучения неупругого рассеяния, поступающего в данный элемент объёма.

Рисунок 6.3 иллюстрирует реальную картину изменения плотности потока быстрых нейтронов и картину, соответствующую концепции сечения выведения для гетерогенной геометрии.

0 t ↑ R_min

Пластина Водородсодержащая среда

Рис. 6.3. Изменение плотности потока быстрых нейтронов в гетерогенной защите: тонкая линия – реальная картина, жирная линия – расчет с использованием концепции сечения выведения

Закон ослабления мощности поглощенной дозы нейтронов заданного первичного спектра набором пластин различных материалов можно представить в виде (свойство аддитивности сечений выведения)

, (6.12)

где m – число пластин из различных материалов; S_{выв i} и t_i – сечение выведения и толщина слоя вещества i-го компонента соответственно.

Сечение выведения (см²/г) для сложных по химическому составу сред (например, бетонов) рассчитывается по формуле

, (6.13)

где n – число различных химических элементов в среде; S_{выв i} и h_i – сечение выведения (см²/г) и массовое содержание (%) i-го элемента соответственно.

На достаточно больших расстояниях измерение мощностей доз затруднено вследствие малой чувствительности дозиметров, хотя использование сечения выведения и предполагает, что измеряются именно мощности дозы быстрых нейтронов. В этом случае о величинах мощностей доз быстрых нейтронов судят по измерениям плотностей потоков тепловых нейтронов, регистрируемых в этих же точках. Это обусловлено тем, что на достаточно больших расстояниях кривые ослабления мощности дозы быстрых нейтронов и плотности потока тепловых нейтронов практически эквидистантны (параллельны).

Метод сечений выведения может быть использован и для оценки мощности эффективной дозы от нейтронной компоненты облучения персонала при работе с лабораторными источниками, поскольку долевой вклад от нейтронов с энергией менее 0,3 МэВ не превышает нескольких процентов, и можно полагать, что все нейтроны быстрые. В этом случае на основании формулы (6.10) можно записать

, (6.14)

а значение - оценить через дозовые коэффициенты, соответствующие геометрии облучения персонала и кратности ослабления защитой толщиной (z – t).

Мощность эффективной дозы нейтронов с известным спектром в передне-задней и изотропной геометриях находится по значению плотности потока нейтронов данной энергии j и дозовых коэффициентов d_Е, представленных в табл. П.17:

. (6.15)

8. Для расчёта дозы нейтронов от лабораторных источников, наиболее часто располагаемых в баках с водой, удобно воспользоваться номограммами, в которых отображаются зависимости кратности ослабления эффективной дозы от толщины слоя воды d. Расстояние от стенки бака до оператора должно быть не менее 30-40 см. На рисунке 6.4 представлена номограмма для самых распространённых лабораторных нейтронных источников.

9. При расчёте защиты лабораторных источников, расположенных в баках с водой без примеси дополнительных поглотителей тепловых нейтронов, необходимо учитывать дозу от гамма-излучения при захвате тепловых нейтронов водородом. На рисунке 6.5 представлена зависимость отношения эффективной дозы захватного излучения к дозе нейтронов от размеров бака с водой. Из рисунка видно, что, начиная с толщины слоя воды примерно 37 см доза вторичного g-излучения начинает превышать дозу нейтронов, а при толщине воды около 90 см доза вторичного g-излучения больше дозы нейтронного излучения источника уже в 100 раз.

Рис. 6.4. Кратность ослабления k эффективной дозы нейтронов водой для точечных изотропных источников: 1 - Po-α-B; 2 - Ra-α-Be; 3 - Po-α-Be; 4 - Pu-α-Be; 5 - Cf-252

ЗАДАЧИ

6.1.Точечный изотропный Pu-a-Be-источник ( 4 МэВ) имеет мощность 8×10⁶ нейтр./c. Определить расстояние, на котором будут обеспечены допустимые уровни облучения персонала в течение 36-часовой рабочей недели (геометрию облучения считать ИЗО).

6.2.Определить кратность ослабления плотности потока тепловых нейтронов, нормально падающих на лист кадмия толщиной 1 мм. Микроскопическое сечение радиационного захвата кадмия s = 2520 б.

6.3.Определить, какую толщину кадмия следует выбрать, чтобы уменьшить в 10⁵ раз плотность потока тепловых нейтронов, падающих нормально на защиту из кадмия (s_Cd = 2520 б).

6.4.Плотность потока тепловых нейтронов, создаваемая точечным изотропным источником на рабочем месте оператора (персонал гр. А), равна 10⁹ нейтр./(см²×с). Определить толщину защиты из кадмия (s_Cd = 2520 б), при которой будут обеспечены допустимые уровни облучения персонала в течение 36-часовой рабочей недели в изотропной геометрии облучения.

6.5.Вычислитьмакроскопическое сечение взаимодействия нейтронов с энергией 14 МэВ для полиэтилена ((СН₂)_n), если микроскопические сечения взаимодействия нейтронов с энергией 14 МэВ для водорода и углерода составляют s_Н = 0,7 б, s_С = 1,4 б.

6.6.Плотность потока узкого моноэнергетического пучка быстрых нейтронов с энергией 14 МэВ на рабочем месте составляет 10⁸ нейтр./(см²×с). Какова должна быть толщина защитного экрана из воды, чтобы ослабить плотность потока нейтронов до допустимого значения для персонала гр. А? Считать геометрию облучения передне-задней. Микроскопические сечения взаимодействия нейтронов с энергией 14 МэВ для водорода и кислорода составляют s_Н = 0,7 б, s_О = 1,6 б.

6.7.Плотность потокаузкого пучка быстрых нейтронов с энергией 8 МэВ составляет на рабочем месте 10⁷ нейтр./(см²×с).Какова должна быть толщина защитного экрана из полиэтилена ((СН₂)_n), чтобы ослабить плотность потока до допустимого значения для персонала гр. А? Геометрия облучения – передне-задняя. Микроскопические сечения взаимодействия нейтронов с энергией 8 МэВ для водорода и углерода составляют s_Н = 1,2 б, s_С = 1,7 б.

6.8.Определить кратность ослабления плотности потока нейтронов с энергией e_n > 2 МэВ точечного изотропного источника нейтронов деления слоем воды толщиной 1 м. Слой воды находится между источником и детектором.

6.9.В центре обширного бака из полиэтилена помещен точечный изотропный источник нейтронов с энергией 14,9 МэВ мощностью 10⁸ нейтр./с. Определить плотность потока нейтронов с энергиейe_n > 2 МэВ на расстоянии60 см от источника.

6.10.Точечный изотропный Po-a-Be-источник помещен в бак с водой. Как изменится значение плотности потока детектируемых нейтронов, если не использовать поправку, вводимую на начальном участке кривой ослабления, характеризующую отклонение от экспоненциального закона ослабления излучения в защите?

6.11.В центре сферы радиусом 1 м, заполненной железными опилками (r = 7,2 г/см³), помещен точечный изотропный источник нейтронов с энергией14,9 МэВ мощностью 10⁷ нейтр./c. Определить плотность потока нейтронов с e_n > 3 МэВ на расстоянии 40 см от источника.

6.12.В центре прямоугольного куба (1´1´1 м), заполненного серпентинитовым бетоном, помещен изотропный источник нейтронов спектра деления мощностью 5×10⁷ нейтр./с. Определить плотность потока нейтронов с энергией e_n > 3 МэВ на расстоянии 25 см от источника. Принять, что длина релаксации нейтронов равна 24 г/см².

6.13.Точечный источник нейтронов спектра деления находится за защитой из воды толщиной 90 см. Плотность потока нейтронов, попадающих на защиту, составляет 7×10⁶ нейтр./(см²×с). Определить плотность потока за защитой для нейтронов с e_n > 2 МэВ. Воспользоваться данными табл. П.33, предполагая, что спектр нейтронов деления реактора подобен спектру нейтронов деления ²⁵²Cf.

6.14.Защита из полиэтилена толщиной 50 см обеспечивает допустимую плотность потока нейтронов с энергией e_n > 2 МэВ от плоского изотропного источника нейтронов спектра деления. Определить, какую толщину защиты из полиэтилена надо добавить, чтобы сохранить прежнюю плотность потока за защитой, если мощность источника возросла в 50 раз.

6.15.Определить кратность ослабления плотности потока нейтронов с энергией e_n > 3 МэВ плоского изотропного источника нейтронов спектра деления в слое свинца толщиной 65 см.

Рис. 6.6. Геометрия задачи 6.16 по определению сечения выведения для железа

6.16.Для вычисления сечения выведения нейтронов спектра деления для железной пластины и точечного изотропного источника нейтронов деления измерялась плотность потока тепловых нейтронов а) в воде на расстоянии 80 см от источника: j₀ = 100 нейтр./(см²×с); б) в воде на том же расстоянии, при помещении в зазор между источником и баком с водой железной пластины толщиной 10 см: j = 20 нейтр./(см²×с). Определить микроскопическое сечение выведения нейтронов спектра деления для железа. Схема измерений изображена на рис. 6.6.

6.17.Точечный изотропный источник нейтронов спектра деления находится в баке с водой. На расстоянии 1 м от источника плотность потока тепловых нейтронов составляет 66 нейтр./(см²×с). Если вблизи источника поместить пластину из свинца толщиной 10 см (пластина вытеснит слой воды той же толщины), то плотность потока тепловых нейтронов уменьшится до 56 нейтр./(см²×с). Определить сечение выведения нейтронов спектра деления для свинца. Принять длину релаксации быстрых нейтронов спектра деления в воде равной 10 см.

6.18.Определить общую кратность ослабления нейтронов с энергией e_n > 3 МэВ гетерогенной защитой реактора, состоящей из 10 см алюминия, 5 см свинца и 80 см воды. Макроскопическое сечение выведения для воды принять равным 0,1 см^-1.

6.19.Рассчитать макроскопическое сечение выведения и длину релаксации нейтронов с энергией e_n > 3 МэВ в двуокиси кремния SiО₂ (r = 2,32 г/см³) для источника нейтронов спектра деления.

6.20.Определить кратность ослабления мощности поглощенной дозы от нейтронов с энергией e_n > 3 МэВ от плоского мононаправленного источника спектра деления за гетерогенной защитой из железа, воды и полиэтилена толщиной 20, 65 и 80 см соответственно.

6.21.Во сколько раз изменится плотность потока нейтронов с энергией e_n > 2 МэВ в точке, находящейся на поверхности воды в бассейне глубиной 80 см, если вблизи источника нейтронов деления поместить пластину из свинца толщиной 10 см (пластина вытеснит слой воды той же толщины, а глубина бассейна при этом не изменится)?

6.22.Определить толщину водной защиты, обеспечивающей безопасную работу персонала на расстоянии 1 м от точечного изотропного Pu-a-Be-источника в передне-задней геометрии облучения. Мощность источника 2×10⁷ нейтр./с, длину релаксации считать равной 10,5 см. Решить задачу также с использованием номограммы рисунка 6.4. Средняя энергия нейтронов Pu-a-Be-источника составляет @ 4 МэВ.

6.23.Между оператором и источником ²⁵²Cf находится защита из оргстекла толщиной 10 см. Плотность потока тепловых нейтронов на рабочем месте составляет 50 нейтр./(см²×с), быстрых и промежуточных – 80 нейтр./(см²×с). Определить эффективную дозу на рабочем месте за шесть часов работы, считая, что облучение оператора происходит в передне-задней геометрии. Деформацией спектра нейтронов после прохождения защиты пренебречь.

6.24.Точечный изотропный Рu-a-Ве-источник мощностью 5×10⁸ нейтр./с помещен в центре прямоугольного бака с водой (1´1´1 м). Определить мощность эффективной дозы нейтронов в точке, находящейся на границе емкости. Считать геометрию облучения ПЗ, эффективную дозу рассчитать для нейтронов с энергией 4 МэВ.

6.25.На каком расстоянии от точечного изотропного Pu-a-Be-источника мощностью 2×10⁷ нейтр./с должен работать персонал гр. А, чтобы на рабочем месте плотность потока нейтронов при 36-часовой рабочей неделе не превышала половины предельно допустимой плотности потока. Между источником и детектором установлена защита из парафина толщиной 15 см. Принять, что длина релаксации нейтронов Pu-a-Be-источника в парафине составляет 9,05 см, а облучение персонала происходит в передне-задней геометрии.

6.26.Точечный изотропный Pu-a-Be-источник находится на расстоянии 100 см от оператора (персонал гр. А) за защитой из парафина толщиной 20 см. Источник какой мощности допустимо использовать, чтобы персонал мог работать по 15 часов в неделю в течение года? Принять, что длина релаксации нейтронов Pu-a-Be-источника в парафине составляет 9,05 см, а геометрия облучения – передне-задняя.

6.27. Определить толщину водной защиты от Pо-a-B-источника мощностью 10⁹ нейтр./с, при которой на рабочем месте персонала (гр. А) при 36-часовой рабочей неделе будет обеспечена допустимая плотность потока нейтронов. Расстояние от источника до места работы 200 см. Геометрия облучения – ПЗ.

6.28.Оператор из персонала гр. А находится на расстоянии 1 м от источника ²⁵²Cf мощностью 10⁸ нейтр./с. Оценить толщину водной защиты, при которой будут обеспечены допустимые уровни облучения персонала в течение 36-часовой рабочей недели. Облучение происходит в передне-задней геометрии. Мгновенные и запаздывающие g-кванты ²⁵²Cf и вторичное g-излучение в защите не учитывать.

6.29. Оператор из персонала гр. А находится на расстоянии 1 м от источника ²⁵²Cf мощностью 10⁸ нейтр./с за водной защитой толщиной 50 см. Достаточна ли толщина защиты для обеспечения допустимых уровней облучения персонала в течение 36-часовой рабочей недели (передне-задняя геометрия облучения)? Учесть вклад в дозу мгновенных и запаздывающих гамма-квантов ²⁵²Cf и вторичного g-излучения в защите. В источнике ²⁵²Cf испускается 2,3 мгновенных g-квантов на распад с энергией 0,885 МэВ и 2,18 запаздывающих g-квантов с энергией 0,958 МэВ.

6.30.Вычислить кратности ослабления нейтронов с энергией более 2 МэВ для источника спектра деления в воде при толщинах слоя 30, 60 и 100 см тремя способами:

- через длины релаксации;

- через сечение выведения гомогенной среды;

- по номограмме рис. 6.4.

Объяснить полученные результаты.