Радиационная защита

Основы дизайна щита

Элементы дизайна щита

α-ray

β-ray

γ-ray

Рис. Прогиб излучения
из-за магнитное поле

α-ray

γ-ray

β-ray

Источник
Ведущий контейнер

Рис. Ускорение электрона

Генерация рентгеновского излучения

Рис. Генерация рентгеновского излучения

Энергетический спектр рентгеновского излучения
Получен энергетический спектр рентгеновских лучей состоит из непрерывного спектра и некоторых спектров крутой линии.
Этот непрерывный спектр называется тормозного рентгеновского излучения и те линии, что и характеристического рентгеновского излучения. Их механизмы генерации рентгеновского излучения различны.

Рис. Энергетический спектр
Рентгеновский из Мо мишени

Генерация тормозного излучения

Рис. Энергетический спектр тормозного излучения от мишени W

Рис. Распад схема 60Колорадо

При распаде бета, 60Co будет преобразован в 60Ni* с последующим испусканием бета-лучей 0.318 МэВ.
60Ni* сразу же переходит к уровню земли, через 1улица возбужденный уровень, с последующим испусканием 2
гамма-лучи 1.17 МэВ и 1,33 МэВ.

Генерация гамма-излучения (1)

Генерация гамма-излучения (2)

Рентгеновского и γ-излучения

энергия Neutron
Сумма падающей энергии и деления
Реакция энергия Q распределяется на оба
продукты деления и нейтроны.
Энергетический спектр нейтронов деления в диапазоне от тепловой энергии до приблизительно 15 МэВ, со средней энергией около 2 МэВ.
Спектр точно аппроксимировать формулой Вт для диапазона энергий от 0,075 до 17 МэВ.

Рис. Деление спектр нейтронов

Генерация нейтронов (2)

Энергия рассеянного фотона
Поскольку законы сохранения энергии и импульса проводить до и после взаимодействия, энергия рассеянного фотона чν' может быть получен

Энергия рассеянного фотона описывается как функция угла рассеяния θ, показывая непрерывный энергетический спектр.
Поперечное сечение
Сечение описывается формулой Клейна-Нишины (угловой дифференциальные а). Так как формула дает сечение одного орбитального электрона, сечение атома сгкомп Ниже приводится,

Фотон взаимодействия с веществом (2)

Фотон взаимодействия с веществом (3)

Рис. Взаимодействие фотона с веществом

Z фиксированы, доминирующие изменения взаимодействия с фотоэлектрического доминирующими к созданию парного доминантному с увеличением энергии.

Энергия фиксированы, доминирующие сдвиги взаимодействия с комптоновского рассеяния на фотоэлектрические или Сопряжение с увеличением Z

μм (= Μ /ρ) это массовый коэффициент ослабления в единицах см2г-1 или м2кг-1
Массовый коэффициент ослабления, в области где комптоновское рассеяние является доминирующим, показывает небольшую материальную зависимость.

Рис. Коэффициент затухания Масс вопросов

Фотон Затухание Коэффициент

S: Количество γ -ray испускаемый
за единицу времени [γ-лучей / с]

Фотон Затухание с расстоянием

Внимание! Закон обратных квадратов из Расстояние справедливо только для точечного изотропного источника.
Затем, что справиться с проблемой исходного объема?

Фотоны потерял -di из-за взаимодействия в бесконечно малой области дх пропорциональна как дх и интенсивность падающих фотонов на области, представляющей интерес я,
Интеграция с обеих сторон
по толщине щита

Это интересно знать, что приведенная выше формула имеет тот же формат формулы излучения распада
N = N0е-λt

Рис. Геометрия коллимированного пучка
(Узкие геометрии луча)

: μ является коэффициент линейного ослабления (Уже определен)

Рис. Геометрия Широкий луч
(Без коллиматоров)

Определение коэффициента нарост
Здесь учащихся начальнойγ означает нерассеянный γ-ray. В занимает 1,0, если нет щита, и имеет тенденцию к увеличению с увеличением толщины экрана

Фотон Затухание в веществе (2)

Затухание ядро γ-ray
Два фактора затухания (расстояние и взаимодействия) объединяются, чтобы сделать ядро затухания К фотонов, основное уравнение упрощенного метода расчета.

μИкс : Толщина в см
A, α,β, А, б ;
подгоночных параметров
быть определенным

Икс : Толщина в мфу
В, а, в, г, ХК ;
подгоночных параметров
быть определенным

Интерполяция Формула раскачки Factor с толщиной

формула GP, казалось бы, сложной, дает очень точные результаты до толщины 40 мфу или более.

Half-Value Толщина

На основе формулы затухания, некоторые полезные параметры экранирования являются производными.
Затухание задается
Тогда логарифмирования обеих сторон,

Виды ядерной реакции (1)

Виды ядерной реакции (2)

Рис. Концептуальная схема ядерных реакций

Е : Нейтронный энергия после столкновения
Ер : Recoil нуклида энергия

Упругое рассеяние

неупругое рассеяние

Neutron Capture Reaction

Рис. Деление реакция 235U и его цепная реакция

Деление реакции

Упругое рассеяние

Упругое рассеяние

абсорбция

неупругое рассеяние

Полное сечение

Для замедления быстрых нейтронов выше несколько МэВ (например, источник реактора), через как упругие и неупругие рассеяния при относительно тяжелых материалов, таких как железо.
Для того, чтобы замедлить нейтроны ниже ~ 1 МэВ через упругое рассеяние с богатым водородом материалами.
Тепловые нейтроны легко захвачены активной зона реактора конструкционных материалов.
Необходимо учитывать экранирования вторичных γ-лучи, порожденные захват и неупругие процессы рассеяния.

Основная идея быстрого Экранирование Neutron

Нейтронный Поведение в Материи

Канальные потокового

Рис. Потоковые компоненты

Streaming Расчет

Компенсация экранирование γ-лучей

μ а также T являются линейным коэффициентом ослабления и проникновение расстояния, соответственно.

Рис. Компенсация экранирования
для 2 изгибов канала

Рис. Геометрия для расчета skyshine

Skyshine Расчет

Экранирование Метод расчета

Монте-Карло

Альбедо данные &
фактор Buildup

Удаление X-сек.

классификация методы расчета

Рис. Геометрическая модель для QAD

Упрощенный метод Photon (1)

Затем доза на детекторе получается путем интегрирования выше уравнения по всей энергии и пространству конечного объема источника.

Упрощенный метод Photon (2)

методика расчета
Вычислить uncollided поток на
точка рассеяния указано.
Вычислить вероятность излучения, проходящее от точки рассеяния до детектора, используя формулу Клейна-Нишин.
Вычислить uncollided поток излучения на детекторе, и умножить его на коэффициент нарастания.
Вклады от всех точек рассеяния на детектор интегрированы, чтобы получить дозу skyshine.

Расчет рис. Skyshine на основе
однократное рассеяние приближение

Упрощенный метод Photon (3)

Подробный метод расчета

Почему анизотропный поток углового так важно
Почему кинетическое уравнение необходимо в экранировании

История метода детального расчета (1)

История метода детального расчета (2)

Рис. Фазовое пространство в уравнении переноса

Рис. Пространство клеток Фаза

Больцмана Транспорт Уравнение (1)

Частицы в пределах DvdΩдЕ могут быть удалены из дифференциального элемента с помощью следующих процессов

Уравнение, описывающее ведение бухгалтерского учета дается как
NL (нетто утечки) + IL (Взаимодействие Loss)
знак равно IS (Inscattering) + S (внешний источник)

Родился в дУ на фиксированный (или внешний источник)
Втекать дУ из соседнего региона
Проходят взаимодействие в рамках дУ так, чтобы поток частиц рассеивается в DVDΩЛЕ

Подвергнуться взаимодействие, которое заставляет частицы всасываться или измененные в направлении или энергии или оба
Поток из йУ в соседние регионы

Больцмана Транспорт Уравнение (2)

Обзор SN Способ транспортировки (1)

Обзор SN Способ транспортировки (2)

Σя : Группа постоянной энергетической группы г-го
Ея а также Ея +1 : Максимальная энергия г-го группы, и (г + 1)-й группы, соответственно.
φ (Е) : Энергетический спектр, как правило, используется для весовой функции.

Лежандра полиномиальной аппроксимации

dΣs / дΩ, дифференциальное сечение рассеяния относительно угла (или направления) играет важную роль в расчете углового потока.
Она аппроксимируется с помощью многочлена Лежандра Прибл. Здесь косинус угла рассеянияμ (= созθ) используется в качестве угловой переменной вместо θ сам.
Левый показывает угловое распределение для каждого члена разложения пL и право один для Σ (L), это угловое распределение, полученное в виде суммы членов разложения до L-й порядок.

Рис. Угловой сегмент для SN метод

Дискретизация угловой переменной

SN транспортный код

Недостатки
Она, возможно, рассчитывает отрицательные потоки при определенном условии расчета, что это нереально.
Расчет с курсом шириной пространственной сетки вызывает серьезную ошибку на результатах.
Излучение вдоль некоторой угловой сетки подчеркивается при определенном условии (Ray-эффект).

Преимущества и недостатки SN метод

Метод Монте-Карло

Решение методы (1)

Икся = Обнаруженное значение,
= Среднее Икся

Статистическая погрешность и дисперсия

FSD (дробный стандарт
отклонение) приведены ниже
Критерии точности FSD
для кода MCNP дается
в правой таблице.
ФСД обратно пропорциональна квадратному корню из числа частиц N.
Простое увеличение числа частиц источника никогда не является разумным способом для повышения точности расчета.
Методы снижения дисперсии были изучены до сих пор и все еще изучаются.

FSD Качество бирки
0,5 - 1,0 отбросы
0,2 - 0,5 Коэффициент немного
0,1 - 0,2 Под вопросом
<0,10 Надежный, но и для точечного детектора
<0,05 Расписание для точечного детектора

Способ снижения Дисперсия

Вес Метод окна

Доза Оценка для JCO критичности аварии
- Моделирование расчета геометрии -