Моделирование, обработка и анализ потока нейтронов в горизонтальном канале критического стенда реактора ВВР-К
DOI:
https://doi.org/10.26577/RCPh.2024.v91.i4.a2Ключевые слова:
нейтронные детекторы, GEANT4, замедлители нейтронов, сцинтилляционные детекторы, реактор ВВР-КАннотация
В статье рассматривается процесс моделирования и регистрации потоков нейтронов в горизонтальном канале критического стенда реактора ВВР-К. Основное внимание уделено использованию детекторов нейтронов, таких как СНМ-18 и сцинтилляционный детектор на основе ортокарборана. В ходе работы применялись методы моделирования с использованием программного пакета GEANT4, что позволило изучить взаимодействие нейтронов с различными замедлителями, включая полиэтилен и боросодержащий полиэтилен, а также без них.
Проведенные исследования включали разработку и тестирование методик регистрации потоков нейтронов в разных режимах работы критического стенда. Использование сцинтилляторов с добавлением ортокарборана обеспечило высокую чувствительность детекторов, что позволяет регистрировать нейтронные потоки с высокой точностью. Кроме того, данные, полученные при моделировании и экспериментальной работе, были обработаны с использованием современных инструментов анализа, таких как ROOT.
Полученные результаты способствуют дальнейшему развитию технологий в области нейтронных измерений, ядерной физики и радиационной безопасности. Эти подходы могут быть использованы для совершенствования методов регистрации нейтронов, что имеет большое значение как для научных исследований, так и для промышленных применений.
Библиографические ссылки
Оскомов В. В., Седов А. Н., Садуев Н. О., Каликулов О. А., Мендибаев К. О., Жумабаев А. И., Мухамеджанов Е. С., Искаков Б. А., Байгарашев Д. М., Tаутаев Е. М., Кенжина И. Е. Микромощные узлы радиоэлектронного тракта нейтронного детектора // Известия НАН РК, Серия физико-математическая . – 2014. – 2(294). – С. 69-73.
Мухамеджанов Е.С., Каликулов О.А., Шинбулатов С.К., Жумабаев А.И., Утей Ш.Б., Ережеп Н.О., Седов А.Н., Сәрсенбай У.С., Бақтораз A.Е., Садуев Н.O. Разработка методики и аппаратуры для измерения плотности потока нейтронов от реактора ВВР-К // Вестник КазНУ. Серия физическая. – 2020. – T. 75, №4. – C. 96–101.
Коломеец Е.В., Фридман Ш.Д., Абеленцев В.В., Айтбаев Ф.Б., Воробьев А.А., Ефимов В.В., Оскомов В.В., Пфеффер Р.Г-Э., Седов А.Н., Стельников Н.В. Разработка способа и автоматической системы по определению влагозапаса в снеге и влажности почв по космическим лучам. – Алматы. – 1986. – 121 с.
Филиппов М.В., Махмутов В.С., Стожков Ю.И., Максумов О.С., Raulin J.-P., Tacza J. Наземная установка для детектирования нейтральной компоненты космических лучей “Нейтронный детектор” // Приборы и техника эксперимента. – 2020. – № 5. – с. 96–103.
Стенькин Ю.В., Алексеенко В.В., Громушкин Д.М., Сулаков В.П., Щеголев О.Б. Подземная физика и эффект влияния барометрического давления на подземный фоновый поток тепловых нейтронов // ЖЭТФ. – 2017. – Т 151, №5. – С. 845–849.
А. А. Шаймерденов, Ш. Х. Гизатулин, Д. А. Накипов, Е. А. Кенжин, Е. В. Чихрай, Ж. А. Заурбекова, А. У. Толенова, Е. А. Нестеров, Г. Кизанэ Экспериментальная база реактора ВВР-К для исследования выхода трития из материалов при их облучении // Вестник НЯЦ РК. – 2020. – Выпуск 1. – стр. 104-110.
Shaimerdenov, A.A. The 50 Anniversary of the WWR-K Research Reactor / A. A. Shaimerdenov, D. A. Nakipov, F. M. Arinkin, Sh. Kh. Gizatulin, P. V. Chakrov, and Ye. A. Kenzhin // Physics of Atomic Nuclei. – 2018. – Vol. 81. – P. 1408-1411.
Brovchenko M. et al. Neutron-gamma flux and dose calculations in a Pressurized Water Reactor (PWR) // EPJ Web of Conferences. – 2017. – Vol.153. – Art.No 07030.
Mariya Brovchenko, Isabelle Duhamel, Benjamin Dechenaux Neutron-gamma flux and dose calculations for feasibility study of DISCOMS instrumentation in case of severe accident in a GEN 3 reactorEPJ Web of Conferences 153, 07030 (2017) DOI: 10.1051/epjconf/20171530
B.M. van der Ende, L. Li, D. Godin, B. Sur Stand-off nuclear reactor monitoring with neutron detectors for safeguards and non-proliferation applications NATURE COMMUNICATIONS (2019) 10:1959 https://doi.org/10.1038/s41467-019-09967-4
Prasoon Raj, Maurizio Angelone, Ulrich Fischer, Axel Klix Computational study of a chromium self-powered detector for neutron flux monitoring in the test blanket module of ITER Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, A. – 2018. – V. 908. – P.10–17.
A. Klix, M. Angelone, U. Fischer, D. Gehre, B. Ghidersa, A. Lyoussi, P. Raj, Th. Reimann, D. Szalkai, and K. Tian Neutron Measurement Instrumentation Development at KIT for the European ITER TBM // IEEE. – 2015. – V. 47. – p.8. DOI: 10.1109/ANIMMA.2015.7465635
Филиппов М. В., Махмутов В. С., Стожков Ю. И., Ролан Ж.-П., Калинин Е. В. Исследование вариаций потоков нейтронов с помощью наземного нейтронного детектора // Известия РАН. Серия физическая. – 2019. – Т. 83, № 5. – С. 670–672.
Мұхаметқалиұлы Ә. Методика измерения потоков тепловых нейтронов с помощью детектора СНМ-18 для прикладных задач // Международная конференция студентов и молодых учёных «ФАРАБИ ƏЛЕМІ». – Алматы, 2022. – С. 151.
В.Е. Алейников, В.А. Архипов, Л.Г. Бескровная, Г.Н. Тимошенко СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ДЕТЕКТОРОВ НЕЙТРОНОВ ПРИ РАБОТЕ В ПОЛЯХ С ВЫСОКИМИ УРОВНЯМИ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ // Препринт ОИЯИ, Дубна. –1997. –P16. –P.97-158.
А. А. Шаймерденов, Ф.М. Аринкин, Ш.Х. Гизатулин, Д.С. Дюсамбаев, С.Н. Колточник, П.В. Чакров, Л.В. Чекушина, И.В. Шаманин Пуск и нейтронно-физические характеристики критического стенда РГП «Институт ядерной физики» РК с низкообогащенной активной зоной // Альтернативная энергетика и экология. – 2015. – №23 (187). – C. 51-59.
Basaglia T., Bell Z.W., Dressendorfer P., Larkin A., and Pia M.G., “Writing Software or Writing Scientific Articles?” // IEEE Trans. Nucl. Sci. – 2008. – V. 55. – N. 2. – P. 671-678.
Allison J., et al., “Geant4 Developments and Applications” // IEEE Trans. Nucl. Sci. – 2006. – V. 53. – N. 1. – P. 270-278.
Тертышников А.В. Модель приземного нейтронного фона в Кабардино-Балкарии и на южном склоне Эльбруса в июне 2014 г. // Гелиогеофизические исследования. – 2015, №13. – С. 42-48.
Филиппов М. В., Стожков Ю. И., Махмутов В. С., Максумов О. С., Викторов С. В., А. Н. Квашнин, Квашнин А. А. Разработка компактного наземного нейтронного детектора // Известия РАН. Серия физическая. – 2015. – Т. 79, № 5. – С. 753–756.
С.К. Шинбулатов, Н.О.Садуев, О.А Каликулов и др. РАЗРАБОТКА МЕТОДА И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОТОКА НЕЙТРОНОВ ОТ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО РЕАКТОРА // Recent Contributions to Physics. – 2023. –No2(85).
Кузнецов С. П., И. В. Мешков, Поташев С. И., Бурмистров Ю. М., Караевский С. Х. Анализ данных, измеренных с помощью детектора нейтронов на основе бора-10 и счетчика с гелием-3 на фотонейтронном источнике нейтронов ИЯИ РАН // Известия РАН. Серия физическая. – 2018. – Т. 82, № 6. – С. 808–810.
