С.Г. Федоров1,2, А.В. Берлянд1, В.М. Дьяченко1
1 ФГУП «ВНИИФТРИ», Менделеево, Московская обл., Россия
2 Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва, Россия
sander.00007@gmail.com,
physics96@yandex.ru,
fedorov911@gmail.com
«Альманах современной метрологии» № 3 (27) 2021, стр. 46–61
УДК 539.1.074.8
Аннотация. В данной статье описывается метод определения значений мощности амбиентного (индивидуального) эквивалента дозы (МАЭД и МИЭД) нейтронного излучения, основанный на измерении спектра нейтронов. Для определения спектра нейтронов во ФГУП «ВНИИФТРИ» используется многошаровой спектрометр. Проведены исследования применения сцинтилляторов на основе литиевого стекла в качестве детектора спектрометра. Для этого был произведён расчёт с помощью численных методов (метод Монте-Карло) энергетической зависимости чувствительности (ЭЗЧ) литиевых стёкол с набором шаровых замедлителей для их использования в качестве детектора в многошаровом спектрометре нейтронного излучения. Проведён анализ факторов, которые вносят неопределённость в значения функции ЭЗЧ. Рассчитан вклад в неопределённость от влияющих факторов путём вариации значений плотности полиэтилена, атомной концентрации лития-6. Произведены измерения нейтронных спектров в коллимированном поле нейтронного излучения радионуклидного источника 238Pu-Be. На основе рассчитанных значений функции ЭЗЧ литиевых стёкол и экспериментальных данных определён спектр нейтронного излучения и рассчитаны значения мощностей амбиентного и индивидуального эквивалента доз нейтронного излучения.
Ключевые слова: дозиметрия нейтронного излучения, спектрометрия нейтронного излучения, сцинтилляционные детекторы, энергетическая зависимость чувствительности, метод Монте-Карло.
Цитируемая литература
1. Petoussi-Henss N., Bolch W.E., Eckerman K.F. and et al. ICRP publication
116 conversion coefficients for radiological protection quantities for external radiation exposures. — 2010. — V. 40. — 2-5. — P. 1–257.
2. Публикация 103 Международной комиссии по радиационной защите (МКРЗ): пер. с англ. // Рекомендации Международной комиссии по радиационной защите от 2007 года / Под общей ред. М.Ф. Киселёва и Н.К.Шандалы. — М.: ПКФ «Алана», 2009
3. Масляев П.Ф. Вопросы метрологического обеспечения измерений дозиметрических характеристик полей быстрых нейтронов: дис. … канд. физ.-мат. наук. — М., 1972. — 172 с.
4. Федоров С.Г. Использование сцинтиллятора на основе литиевого стекла для регистрации нейтронного излучения // Измерительная техника. — 2018. — № 12. — С. 56–58.
5. Масляев П.Ф., Федоров С.Г. Использование методов спектрометрии нейтронов при измерении дозиметрических величин // Измерительная техника. — 2015. — № 1. — С. 58–61.
6. Cao Jing, Jiang Xiaofei, Jiang Chunyu, Cao Hongrui, Yin Zejie Calculation of Response Function for Bonner Sphere Spectrometer Based on Geant4 // Plasma Science and Technology. — 2014. — V. 17. — № 1.
7. Масляев П.Ф., Федоров С.Г. Универсальный спектрометр нейтронов // Анри. — 2017. — № 2 (89). — С. 12–18.
8. Мартинкович Й., Тимошенко Г.Н. Расчёт функций чувствительности многосферного спектрометра нейтронов в области энергий до 20 МэВ: препринт. — Дубна: Объед. ин-т ядер. исслед., 2005. —14 с.
9. Федоров С.Г., Дьяченко В.М. ResFunction: свидетельство о государственной регистрации программы на ЭВМ. — № RU 2019663761 РФ. — 2019
10. Cruzate J.A., Carelli J.L., Gregori B.N. Bonner sphere spectrometer:
A CONRAD Project Intercomparison. — Nuclear Regulatory Authority, 2011. — P. 101–112.
11. Tursinah R., Bunawas, Kim J., Neutron response function of bonner sphere spectrometer with 6 LiI(Eu) detector // GANENDRA: Majalah IPTEK Nuker, — 2017. — V. 20. — No. 2. — P. 65–72. — URL: http://jurnal.batan.go.id/php/ganendra/article/view/3319.
12. Rebecca M. Howell, Burgett E. Secondary neutron spectrum from 250-MeV passively scattered proton therapy: Measurement with an extended-range Bonner sphere system // Medical Physics. — 2014. — V. 41. — No. 9.
13. Федоров С.Г., Дьяченко В.М. Bspectr: свидетельство о государственной регистрации программы на ЭВМ, № RU 2019664008 РФ. — 2019.
14. Compendium of neutron spectra and detector responses for radiation protection purposes: supplement to technical reports series no. 318. — Vienna: International Atomic Energy Agency, 2001.
Статья поступила в редакцию: 15.06.2021 г.
Статья прошла рецензирование: 24.06.2021 г.
Статья принята в работу: 01.07.2021 г.
Статья в полном объеме в Научной электронной библиотеке eLIBRARY.
Оформить подписку и купить печатные номера журнала у издателя.