Registration Number
0824U002216, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
21-08-2024
popup.evolution
o
Title
Emissive in-core neutron detector based on metallic hafnium
Author
Olexandr Ulybkin,
popup.head Vladimir Gann
popup.head Pylyp Kuznietsov
popup.opponent Manap Khazhmuradov
popup.opponent Victor Tarasov
popup.review Oleksandr Shchus
popup.review Gennadiy Onyshchenko
popup.rada
V.N. Karazin Kharkiv National University
Description
Основні пріоритети в ядерній енергетиці – це досягнення максимальної безпеки та ефективності. Це стосується як нових конструкцій реакторів, так і вже існуючих реакторів, які знаходяться в експлуатації.
Ця робота досліджує можливість модернізації існуючих реакторів, зокрема ВВЕР-1000, з метою відповідності цим цілям. Моніторинг нейтронного поля у реакторах ВВЕР наразі здійснюється за допомогою інерційних детекторів на основі Rh. Однак, за більш вимогливих умов, таких як підвищення потужності в зоні або швидка зміна потужності, виникають питання щодо надійності використання лише одних інерційних детекторів. У цьому контексті пропонується використання безінерційних (комптонівських) детекторів разом із Rh. Металевий Hf пропонується як потенційний матеріал для емітера таких комптонівських детекторів.
Ця робота являє собою поетапне вивчення поведінки Hf в умовах зони ядерного реактора. Основні результати на сьогодні можна підсумувати наступними пунктами:
- Виконано порівняння Hf та інших кандидатів на роль матеріалу емітера комптонівського детектора за такими характеристиками, як зміни нуклідного складу, зміна здатності до поглинання нейтронів, рівні наведеної активності.
- Аналітично показано, що для більшості нуклідів Hf, як вихідних, так і тих, що утворюються під час опромінення, найважливішим процесом в умовах активної зони легководного є поглинання надтеплових нейтронів.
- За допомогою розв’язку Бейтмана, розраховано нуклідний склад Hf для умов зони реактора ВВЕР-1000 упродовж 5 років.
- Показано, що наявність ізомерів у ланцюгу перетворень Hf слабо впливає на динаміку перетворень нуклідів і не має значущих наслідків з точки зору затримки сигналу.
- Показано, що накопичення нуклідів Ta та W є важливим процесом для підтримання властивостей поглинання матеріалу емітера.
- Показано, що Hf має найбільшу кількість фотонів, що утворюються в (n,γ)-реакціях у діапазоні 0.5-3.5 МеВ, де для цього металу домінує комптонівське розсіювання.
- За допомогою програми MCNPX було розраховано нуклідний склад Hf в умовах зони реактора ВВЕР-1000 протягом 4 паливних кампаній.
- За допомогою програми MCNPX було оцінено залежність відгуку емітера від таких факторів, як нейтронне опромінення, опромінення γ-квантами реакторного походження та γ-квантами з (n, γ)-реакцій у матеріалі емітера. Результати показують наступне: фотони реакторного походження складають найбільшу частку загального γ-випромінювання, що діє на детектор; частка фотонів, що виникають у детекторі, є значно меншою за фотони, згенеровані в реакторі, а також зменшується з часом; інтенсивність генерування заряду в емітері визначається в основному γ-квантами реакторного походження.
Registration Date
2024-06-13
popup.nrat_date
2024-09-16 / 2026-07-01
