Тема: Разработка нейтронного канала для автоматизированной системы наблюдения за радиационным фоном в атмосферном воздухе

Нейтронное излучение - это ядерное излучение, представляющее собой поток нейтронов. Нейтронное излучение возникает при ядерных превращениях в веществе, когда ядру сообщена энергия, превышающая так называемую энергию связи нейтрона в ядре, то есть когда сила внешнего воздействия на ядро превышает ядерные силы притяжения, связывающие нейтрон с другими нуклонами
Распространение получили источники нейтронов, они имеют широкий спектр применения. Источники нейтронного излучения используют в нейтронно-активационном анализе, для анализа в полевых и стационарных условиях, а также для поточного анализа состава и расхода различных насыпных материалов. С помощью источников исследуют породу. Применяют для измерения влажности. Взаимодействуя со средой, быстрые нейтроны в результате соударений с атомами среды замедляются, и в окружающей среде появляются тепловые нейтроны, плотность потока которых зависит от замедляющей способности вещества. Наибольшей замедляющей способностью обладает водород, поэтому, измеряя скорость счета тепловых нейтронов, можно судить о количестве воды.
Источники нейтронов имеют сравнительно небольшой удельный поток нейтронов, портативны, недороги, что позволяет использовать их в лабораторных условиях.
Высокие потоки нейтронов в защитах ядерно-технических установок могут создавать высокую плотность источников вторичного гамма-излучения. Поэтому в ряде случаев радиационная обстановка за защитой ядерно - технических установок целиком определяется вторичным гамма-излучением.
Актуальностью моей работы является установка системы детектирования нейтронного излучения на экспериментальной площадке ТПУ- ИМКЭС для выявления влияний на вариации нейтронной компоненты и других, компонент ионизирующего излучения (альфа-, бета- и гамма-) радиационного фона приземной атмосферы.
Цель работы: разработка нейтронного канала для исследования динамики нейтронной компоненты на основе детектора нейтронов, работающего в диапазоне энергий 0,025 эВ - 14 МэВ.
Основные задачи ВКР:
1) Расчет, калибровка, установка системы детектирования
нейтронного излучения на экспериментальной площадке ТПУ-ИМКЭС (Академгородок);
2) Формирование базы данных по радиационным характеристикам нейтронной компоненты;
3) Анализ временной динамики нейтронной компоненты
ионизирующего излучения;
4) Сопоставление вариаций нейтронной и других компонент (альфа-, бета- и гамма-) радиационного фона приземной атмосферы.
Купить

Цели и задачи, поставленные в работе выполнены полностью, удалось разработать нейтронный канал, получить данные по фотонному, нейтронному, гамма-, бета- и альфа-излучению. Экспериментальную часть ВКР можно разделить на два эксперимента (лабораторный эксперимент и эксперимент на площадке ИМКЭС). Лабораторный эксперимент проходил на кафедре ФЭУ ФТИ. Он заключался в работе с полиэтиленовыми призмами. Были получены зависимости плотности потока нейтронов от толщины защитного барьера и вторичного гамма-излучения от толщины защитного барьера. Как показал эксперимент, защитный барьер из полиэтилена с содержанием бора 3% оказал лучшую защиту от нейтронов и гамма-излучения, чем полиэтилен без содержания бора. По итогам эксперимента на площадке ИМКЭС были получены зависимости плотности потока нейтронов от временного промежутка. Как показал эксперимент, что даже на малой динамике (в 7 часов) выявляется закономерность, что бета-, альфа- и нейтронное излучение зависят друг от друга, но для уточнения этого факта необходимо получить более длинный период рядов. В полученной динамике просматриваются следующие основные закономерности бета- и альфа- излучения в накопительной камере (плотность потока радона - ППР) - корреляция, гамма-бета - излучение на высоте 1 метр от поверхности земли - антикорреляция, нейтроны имеют 2 максимума в сутки, что соответствует лунным приливам (влияние луны на динамические процессы на Земле). Гамма-, бета- и ППР - имеют один максимум в суточных вариациях (влияние солнца).
Купить