Měření fluence neutronů ve vertikálních kanálech výzkumného reaktoru LVR-15

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F26722445%3A_____%2F23%3AN0000078" target="_blank" >RIV/26722445:_____/23:N0000078 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Měření fluence neutronů ve vertikálních kanálech výzkumného reaktoru LVR-15

Popis výsledku v původním jazyce

Reaktor LVR-15 je výzkumný lehkovodní jaderný reaktor umístěný ve výzkumném areálu v Řeži u Prahy. Jeho nominální tepelný výkon je 10 MW. Je převážně využíván jako vysoce intenzivní zdroj neutronů. Jedná se o víceúčelové zařízení zaměřené hlavně na materiálový výzkum a výrobu radioizotopů, dále pak například na neutronovou radiografii a neutronovou aktivační analýzu. Hlavním parametrem ozařovacích experimentů je obdržená fluence neutronů. Pro účely ozařování jsou využívány horizontální a vertikální kanály. Příspěvek je zaměřený na stanovení fluence neutronů ve vertikálních ozařovacích kanálech na základě výpočtů a měření. Vertikální kanály se používají k ozařovacím experimentům s požadovanou fluencí neutronů od 1E+15 cm-2 do 1E+21 cm-2. Před experimentem je zpravidla proveden odhad fluence pomocí teoretického výpočtu a pro stanovení skutečné fluence slouží aktivační detektory ozářené během experimentu. Z měření indukovaných aktivit detektorů po ukončení experimentu se stanoví výsledná fluence neutronů. Aktivační detektory bývají ve formě fólie nebo drátu a využívá se jaderných reakcí na materiálech obsahujících některé z prvků Fe, Cu, Ti, Ni, Nb a Co. Na reaktoru LVR-15 je k dispozici současně 5 až 8 ozařovacích vertikálních kanálů, v závislosti na aktuální konfiguraci aktivní zóny. Typické hodnoty příkonu fluence neutronů v jednotlivých ozařovacích pozicích jsou 1E+12 cm-2s-1 až 2E+14 cm-2·s-1. V příspěvku jsou uvedeny typických hodnoty příkonu fluence v jednotlivých ozařovacích kanálech včetně výškového profilu, a také o dávkové příkony záření gama, které neutronové záření vždy doprovází. Z hlediska radiační ochrany je třeba posoudit jednotlivé kroky manipulace s aktivačními detektory od ukončení ozařování po jejich uskladnění, aby bylo minimalizováno ozáření pracovníků. Jednotlivými kroky jsou vyjmutí detektorů z nosiče, transport do spektrometrické laboratoře, příprava vzorků pro měření a jejich uskladnění. V případě vysoké aktivity je vyjmutí detektorů prováděno v horkých komorách, k transportu jsou používány stínící kontejnery a příprava je prováděna v souladu s pracovními postupy. Zpravidla jsou ale aktivační detektory navrhovány volbou materiálu a rozměrů tak, aby aktivita jednotlivých detektorů byla nižší než 1 MBq. Příspěvek na konferenci DRO 2023.

Název v anglickém jazyce

Neutron fluence measurements in the vertical channels of the LVR-15 research reactor

Popis výsledku anglicky

The LVR-15 reactor is a research light water nuclear reactor located in the research area in Řež near Prague. Its nominal thermal output is 10 MW. It is mainly used as a high-intensity neutron source. It is a multi-purpose device focused mainly on material research and the production of radioisotopes, as well as, for example, on neutron radiography and neutron activation analysis. The main parameter of irradiation experiments is the received neutron fluence. Horizontal and vertical channels are used for irradiation purposes. The paper is focused on determining the neutron fluence in vertical irradiation channels based on calculations and measurements. Vertical channels are used for irradiation experiments with required neutron fluence from 1E+15 cm-2 to 1E+21 cm-2. Before the experiment, the fluence is usually estimated using a theoretical calculation, and activation detectors irradiated during the experiment are used to determine the actual fluence. The resulting neutron fluence is determined from the measurement of the induced activities of the detectors after the end of the experiment. Activation detectors are usually in the form of foil or wire and use nuclear reactions on materials containing some of the elements Fe, Cu, Ti, Ni, Nb and Co. On the LVR-15 reactor, 5 to 8 vertical irradiation channels are available at the same time, depending on the current configuration of the core. Typical values of neutron fluence power in individual irradiation positions are 1E+12 cm-2s-1 to 2E+14 cm-2·s-1. The contribution contains typical values of the fluence input in individual irradiation channels, including the height profile, as well as the dose input of gamma radiation, which always accompanies neutron radiation. From the point of view of radiation protection, it is necessary to assess the individual steps of handling activation detectors from the end of irradiation to their storage in order to minimize the exposure of workers. The individual steps are removing the detectors from the carrier, transporting them to the spectrometric laboratory, preparing the samples for measurement and storing them. In case of high activity, detectors are removed in hot chambers, shielded containers are used for transport, and preparation is carried out in accordance with work procedures. As a rule, however, activation detectors are designed with a choice of material and dimensions so that the activity of individual detectors is lower than 1 MBq.

Druh

O - Ostatní výsledky

CEP obor

—

OECD FORD obor

20305 - Nuclear related engineering; (nuclear physics to be 1.3);

Projekt

—

Návaznosti

—

Rok uplatnění

2023

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů