Разработка метода и оборудования для измерения потока нейтронов от исследовательского реактора
DOI:
https://doi.org/10.26577/RCPh.2023.v85.i2.04Ключевые слова:
поток нейтронов, реактор, пропорциональный счетчик СНМ-18Аннотация
В данной работе изучен новый метод измерения потока нейтронов с использованием пропорциональных счетчиков СНМ-18, наполненных 3Не. При разработке аппаратуры автоматизированного измерения потока нейтронов исследовательского реактора ВВР-К определяющими критериями оптимизации являются потребляемая мощность, масса и габариты. Для этого использовались приборы для автоматизированного измерения эквивалента влажности почвы и эквивалента снеговой воды по нейтронной составляющей космических лучей. Проведен ряд экспериментальных исследований по определению оптимальных уровней питающих напряжений, изменена конструкция устройства для работы на реакторе ВВР-К. Основными элементами конструкции детектора нейтронов являются блок водородосодержащего замедлителя; трубка пропорционального счетчика тепловых нейтронов; усилитель и микроконтроллер для анализа сигнала с детектора; источник питания высокого напряжения и трансмиттер. Также было разработано специальное программное обеспечение для одновременного управления детекторами. Тестовые измерения потока нейтронов выполнены на исследовательской реакторной установке ВВР-К ИЯФ с использованием Pu-Be источника нейтронов, с интенсивностью 1,8*106 н/с. Для снижения интенсивности нейтронов в целях безопасности персонала и снижения нагрузки на детектор источник нейтронов был помещен внутрь коллиматора из борированного полиэтилена.
Библиографические ссылки
2 B. Boyer & M. Schanfein, In Nuclear Safeguards, Security, and Nonproliferation, edited by James, E.D. (Elsevier, Oxford, UK, 2008).
3 G. Anzelon, Antineutrino reactor monitoring in the context of IAEA safeguards, In Workshop on Applied Antineutrino Physics (AAP 2018), (Livermore, CA, USA, 2018).
4 IAEA Department of Safeguards. Long-Term R&D Plan, 2012–2023, STR-375, IAEA, Vienna, Austria, (2013).
5 A. Shaimerdenov et al., Physics of Atomic Nuclei, 81(10) (2018).
6 B.M. van der Ende et al., Nature Communications 10, 1959 (2019).
7 Th. Blaich et al., Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 314, 136-154 (1992).
8 A. Kozlov, D. Chernyak A large area detector for thermal neutron flux measurements at the KamLAND site, Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, A. 903 (2018).
9 V.E. Aleinikov et al., Characteristics of gas-discharge counters of slow neutrons when operating in fields with a high level of gamma background, Preprint JINR, Dubna, P16, 97-158 (1997).
10 N.O. Saduyev et al., Acta Physica Polonica B51, 3, 887-892 (2020).
11 V.V. Oskomov et al., News NAS RK, Phys. Math. 294, 69-73 (2014) (in Russ).
12 V.V. Oskomov et al., J. Phys.: Conf. Ser. 936, 012047 (2017).
13 V.V. Oskomov et al., Investigation of soil moisture, snow water equivalent and glacier ablation using neutrons and cosmic ray muons, Research Report No. 0115RK01025, (2017).
14 N.O. Saduyev et al., Patent for utility model, («National Nanotechnology Laboratory Of Open Type » Subsidiary State Enterprise on the Right of Economic Management of «Al-Farabi Kazakh National University» Republican State Enterprise on the Right of Economic Management of the Ministry of Education and Science of the Republic of Kazakhstan), No 5797, (2021).
