ВЛИЯНИЕ РАССЕЯННОГО НЕЙТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОВЕРОЧНОЙ УСТАНОВКИ НЕЙТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ УПН-АТ140

В метрологическом обеспечении средств измерений нейтронного излучения в качестве эталонов широкое распространение получили установки с коллимированным полем излучения, создаваемым радионуклидными источниками нейтронов. Целью данной работы являлось исследование влияния рассеянного нейтронного излучения на такие метрологические характеристики поверочной установки нейтронного излучения УПН-АТ140, как плотность потока и амбиентный эквивалент мощности дозы с использованием метода Монте-Карло.

При калибровке испытуемый прибор помещают в нейтронное поле с известной плотностью потока или амбиентным эквивалентом мощности дозы. Пучок нейтронов от радионуклидного источника быстрых нейтронов может быть сформирован в различных геометриях. В контейнере-коллиматоре установки поверочной нейтронного излучения УПН-АТ140 устанавливаются специальные вставки, отвечающие геометрии быстрых и геометрии тепловых нейтронов. Из-за наличия рассеянного излучения необходимо вносить поправки на рассеянную компоненту, обусловленную рассеянием нейтронов в воздухе и стенами помещения. Измерение характеристик нейтронного поля установки могут быть проведены в ограниченном числе точек, а в остальных точках используется модельный метод.

Контейнер-коллиматор установки со вставкой для геометрии тепловых нейтронов формирует пучок от радионуклидного источника нейтронов со значительной составляющей нейтронов тепловых энергий. Из полученной зависимости полного потока нейтронов от расстояния до источника нейтронов видно, что за счет рассеянного в коллиматоре излучения нарушается закон обратных квадратов. Вклад рассеянного стенами помещения излучения в полный поток нейтронов увеличивается при удалении от источника нейтронов и значительно влияет на характеристики поля нейтронов. При открытом источнике в геометрии теневого конуса, спектр нейтронов имеет ярко выраженную тепловую компоненту, обусловленную рассеянием от стен.

Рассмотрены основные типы геометрий для формирования поля эталонного нейтронного излучения с использованием радионуклидных источников. Разработана Монте-Карло модель ²³⁸Pu-Be-источника нейтронов и контейнера-коллиматора установки УПН-АТ140. Показано, что наиболее существенным фактором, влияющим на энергетическое распределение нейтронов, является вклад излучения, рассеянного в помещении, где расположена установка. Это приводит к значительному изменению спектра нейтронного излучения при удалении от источника. При проектировании помещения и размещения в нем установки необходимо учитывать требования к качеству излучения. 

1. Eisenhauer, C.M. Calibration Techniques for Neutron Personal Dosymetry / C.M. Eisenhauer, J.B. Hunt, R.B. Schwartz // Radiation Protection Dosimetry. – 1985. – Vol. 10, iss. 1–4. – P. 43–57.

2. Vega-Carrillo, H.R. Spectrometry and dosimetry of a neutron source / H.R. Vega-Carillo, E. ManzanaresAcuna, V.M. Hernandez-Davila // Radiation Effects and Defects in Solids. – 2009. – Vol. 164, iss. 4. – P. 218–223.

3. Vega-Carillo, H.R. Study of room-return neutrons. / H.R. Vega-Carillo, E. Manzanares-Acuna, M.P. Iniguez. // Radiation Measurements. – 2007. – Vol. 42, iss. 3. – P. 413–419.

4. McCall, R.C. Room scattered neutrons / R.C. McCall, P.H. McGinley, K.E. Huffman // Medical Physics. – 1999. – Vol. 26, iss. 2. – P. 205–207.

5. Gallego, E. Characterictics of the Neutron Field of the Facility at DIN-UPM / E. Gallego, A. Lorente // Radiation Protection Dosimetry. – 2004. – Vol. 110, iss. 1–4. – P. 73–79.

6. Eisenhauer, C.M. Effect of Air Scatter on Calibration of Instruments for Detecting Neutrons / C.M. Eisenhauer, R.B. Schwartz, R.C. McCall // Radiation Protection Dosimetry. – 1987. – Vol. 19, iss. 2. – P. 77–84.

7. Hunt, J.B. The Сalibration of Neutron Sensetive Spherical Devices / J.B. Hunt // Radiation Protection Dosimetry. – 1984. – Vol. 8, iss. 4. – P. 239–251.

8. Briesmeister, J.F. MCNP-A General Monte Carlo N-Paticle Transport Code, Version 4В. LA-12625-M./ J.F. Briesmeister; ed. Los Alamos National Laboratory. – Los Alamos, 1997, 736 с.

9. Kim, S.I. Review of neutron scattering correction for the calibration of neutron survey meters using the shadow-cone metod / S.I. Kim, B.H. Kim, J.L. Kim // Nuclear Engineering and Technology. – 2015. – Vol. 47, iss. 7. – P. 939–944.

10. Eisenhauer, C.M. Review of Scattering Corrections for Calibration of Neutron Instruments / C.M. Eisenhauer // Radiation Protection Dosimetry. – 1989. – Vol. 28, iss. 4. – P. 253–262.

11. Vega-Carillo, H.R. Low energy neutrons from a 239PuBe isotopic neutron source inserted in moderating media / H.R. Vega-Carillo, C.T. Muhech // Revista Mexicana de Fisica. – 2002. – Vol. 48, iss. 5. – P. 405–412.

12. Faghihi, F. Neutrons Flux Distributions of the Pu-Be Source and its Simulation by the MCNP-4B Code / F. Faghihi, S. Mehdizadeh, K. Hadad // International Journal of Modern Physics. – 2006. – Vol. 15, iss. 3. – P. 737–745.