1. Тяжеловодный реактор в Шатильоне (Франция).

Исследовательский

Вертикальный срез

В графитовой тепловой колонне быстрых нейтронов уже не может быть. Там спектр нейтронов максвелловский и они тепловые. Помимо тепловой колонны в шатильонском реакторе существуют и другие каналы вывода нейтронов, например для облучения материалов (в этих каналах удобно ставить различные фильтры).

Горизонтальный срез

2. Водно-водяные реакторы (бассейные) - вода и замедлитель и теплоноситель. Реакторы типов ВВР и ИРТ. Рассмотрим реактор ИРТ-2000. Также исследовательский.

Корпус реактора и каналы выполнены из алюминия и его сплавов. Спектры нейтронов в разных каналах будут различными и будут отличаться от спектров деления урана. В качестве примера спектр нейтронов в одном из вертикальных каналов:

Представляют постоянный во времени поток нейтронов

3. Импульсные реакторы.

Подразделяются на два вида:

- Импульсные (мигающие) - создают вспышки нейтронов через строго определенные интервалы времени.

- Апериодические (самогасящиеся) - редкие, мощные вспышки нейтронов.

В настоящее время существует лишь три действующие импульсные установки, две в Дубне

(ОИЯИ) - ИБР-2, ИБР-30, и одна в Японии YAOYI.

ИБР-30.

Модуляция реактивности выполняется путём перемещения подвижных частей активной зоны - вкладышей урана, закрепленных (запрессованных) на двух вращающихся дисках. Средняя мощность реактора Р = 12-25 кВт. Пиковая - 10 МВт. Импульсная плотность потока с поверхности замедлителя Ф – 10^-14 см^-2·с^-1.

ИБР-2.

Делящийся материал - оксид плутония Pu0₂, охлаждение ТВЭЛов производится жидким натрием. Реактивность регулируется при помощи перемещения отражателей вблизи

активной зоны (две лопасти диаметром 2.5 метра).

Ф = 10¹⁶. <Р> = 2 МВт, Р_имп = 1500 МВт, Т_имп = 215 мкс. Частота следования - раз в пять секунд (ν = 5 c^-l).

Одним из самых известных апериодических реакторов - реактор HPRR. Активная зона - полый цилиндр из уран-молибденового сплава массой до 100 кг. В полость вводится стержень из аналогичного материала, чем достигается критическая масса. Идёт цепная реакция. В результате нагрева происходит тепловое расширение и система выходит из состояния критичности (происходит утечка нейтронов, что приводит к снижению реактивности и самогашению). Т_имп = 50 мкс. Флюенс (или поток, проинтегрированный по времени) за время вспышки 10¹⁴ см^-2 на поверхности зоны.

Любой реактор канального типа является источником нейтронов.

III Методы регистрации нейтронов.

Любой детектор микрочастиц основан на эффекте ионизации атомов или молекул. Ионизация происходит за счёт взаимодействия частицы с электронами. Нейтроны, являясь нейтральными частицами, с электронами не взаимодействуют и непосредственно ионизовать вещество не могут. Нейтроны носят название косвенно ионизирующего излучения.

На самом деле среду в детекторе будет ионизировать то, что нейтроны создадут, проходя сквозь вещество. Нам необходимо, чтобы нейтрон образовал заряженную частицу, которая при дальнейшем движении будет ионизировать вещество и регистрироваться. В число процессов, по которым можно опознать нейтрон входят:

• Рассеяние на ядрах. Нейтрон передает ядру часть своей кинетической энергии и образуется т.н. ядро отдачи.

• Ядерные реакции, в результате которых образуются заряженные частицы.

• Деление под действием нейтронов.

• Активационный метод - при прохождении через вещество нейтрон может быть захвачен ядром. В результате чего образуется возбужденное составное ядро. Оно расщепляется с испусканием заряженной частицы (например). Или гамма-кванта.

3.1. Детекторы заряженных частиц. (ИК, проп. счётчики, газоразрядные счётчики, ППД, сцинтиллятор, камера Вильсона, пузырьковая камера)

Ионизационные камеры.

Типичная ИК - это газонаполненный датчик. Заряженная частица, попадая тазовый ~ объём, ионизует газ. Благодаря разнице потенциалов на электродах, возникает ионный ток. Ток пропорционален скорости возникновения ионов, или мощности дозы.

Счётчик Гейгера-Мюллера.

Простейшая ИК. Конденсатор с газом, который пробивается при пролёте ионизирующей частицы через объём газа. Бывают самогасящиеся и несамогасящиеся.

Газовые детекторы:

• Счётчик ГМ (пробитый конденсатор)

• ИК (измеряет малый ток)

• Пропсчётчик (электронная лавина в поле)

Сцинтилляторы:

• Органические

• Неорганические

Кр

ФЭУ