BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM ___________________ TRẦN TUẤN ANH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẤU HÌNH CHE CHẮN PHÓNG XẠ CHO KÊNH NƠTRON PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU CƠ BẢN VÀ ỨNG DỤNG TẠI LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN ĐÀ LẠT CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU SINH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS. TS. VƯƠNG HỮU TẤN 2. TS. PHẠM ĐÌNH KHANG ĐÀ LẠT – 2012 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 3 CHƯƠNG 1: HIỆN TRẠNG KÊNH NƠTRON SỐ 3 4 1.1. Tổng quan kênh nơtron số 3 4 1.1.1. Phần cấu trúc bên trong tường bảo vệ sinh học lò phản ứng 4 1.1.2. Phần cấu trúc bên ngoài tường bảo vệ sinh học lò phản ứng 5 1.2. Các đặc trưng cơ bản của KS3 6 1.3. Một số vấn đề tồn tại và biện pháp khắc phục 9 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG MONTE CARLO 11 2.1. Tính toán suất liều nơtron và gamma cho cấu hình che chắn phóng xạ hiện tại 11 2.1.1. Mô hình tính toán: 11 2.1.2. Kết quả tính toán 12 2.2. Tính toán suất liều nơtron và gamma cho cấu hình che chắn phóng xạ mới 14 2.2.1. Mô hình tính toán 14 2.2.2. Kết quả tính toán 16 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HỆ CHE CHẮN PHÓNG XẠ MỚI 19 3.1 Thiết kế cấu hình che chắn phóng xạ mới 19 3.1.1. Lắp khối cản xạ tại cửa KS3 19 3.1.2. Thiết kế cấu hình che chắn kín nước 19 3.1.3. Thiết kế hệ che chắn phóng xạ bổ sung 21 3.1.4. Thiết kế cấu hình che chắn phóng xạ và bố trí hệ đo đa mục đích 22 3.1.5. Thiết kế chuẩn trực và chắn dòng nơtron 23 3.1.6. Thiết kế ray dẫn hướng cho toàn hệ 24 3.2. Lắp đặt cấu hình che chắn phóng xạ mới 26 3.2.1. Lắp đặt hệ che chắn kín nước 26 3.2.2. Lắp đặt thiết bị đóng mở dòng nơtron 27 3.2.3. Lắp đặt cấu hình che chắn phóng xạ và bố trí hệ đo đa mục đích 28 3.3. Đánh giá an toàn bức xạ cho cấu hình che chắn phóng xạ mới 29 KẾT LUẬN 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO 33 3 MỞ ĐẦU Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt là cơ sở duy nhất tại Việt Nam có nguồn nơtron mạnh, có thông lượng lớn và ổn định để có thể tiến hành các nghiên cơ bản và ứng dụng. Bên cạnh các lĩnh vực như điều chế đồng vị, nghiên cứu vật lý kỹ thuật lò, phân tích kích hoạt thì khai thác một cách có hiệu quả dòng nơtron từ các kênh ngang của lò phản ứng phục vụ các nghiên cứu vật lý cơ bản và đào tạo cán bộ là một định hướng khai thác lò không thể thiếu. Những kết quả nghiên cứu khoa học và đào tạo thu được trong thời gian qua được thể hiện qua số lượng các đề tài nghiên cứu khoa học đã được triển khai, số lượng học viên cao học và nghiên cứu sinh đã được đào tạo và số lượng các công trình nghiên cứu đã công bố. Các kết quả trên góp phần khẳng định lĩnh vực nghiên cứu khai thác các dòng nơtron từ các kênh ngang của Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt là một lĩnh vực nghiên cứu hiệu quả, không thể thiếu và cần được đầu tư chiều sâu. Các hoạt động nghiên cứu trên KS3 chủ yếu là nghiên cứu số liệu và cấu trúc hạt nhân sử dụng hệ phổ kế cộng biên độ các xung trùng phùng và thực tập vật lý nơtron cho sinh viên các trường đại học [4, 6]. Tuy nhiên không gian bố trí thí nghiệm tại KS3 chật hẹp nên rất khó khăn trong việc bố trí thí nghiệm do đó cần phải tiến hành quy hoạch lại KS3 theo hướng hiệu quả, an toàn thuận tiện nhằm khai thác tối đa các trang thiết bị hiện có, tiến hành đồng thời nhiều thí nghiệm khi lò hoạt động để nâng cao khả năng nghiên cứu. Để thực hiện việc này cần phải có các tính toán đưa ra một cấu hình che chắn phóng xạ cho hệ thiết bị nghiên cứu mới trong trường hợp tháo dỡ toàn bộ tường bao che chắn phóng xạ bằng bê tông và gỗ hiện tại nhằm mở rộng không gian thí nghiệm đảm bảo về mặt an toàn bức xạ và an toàn hạt nhân, tính thẩm mỹ phục vụ nghiên cứu cơ bản, ứng dụng và đào tạo. 4 CHƯƠNG 1 HIỆN TRẠNG KÊNH NƠTRON SỐ 3 1.1. Tổng quan kênh nơtron số 3 Kênh nơtron số 3 (KS3) của Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt được mở và đưa vào sử dụng từ những năm 90 của thế kỷ truớc. Thời gian đầu kênh được sử dụng cho mục đích chụp ảnh nơtron và phân tích kích hoạt nơtron gamma tức thời (PGNAA). Để đảm bảo an toàn bức xạ cho người sử dụng, khu vực bên ngoài kênh được che chắn bằng vách tường bê tông, chỉ còn lại một lối đi hẹp cho người làm thí nghiệm. Trong thời gian này, các hoạt động khai thác kênh đã mang lại những kết quả khoa học có ý nghĩa được công bố tại các hội nghị khoa học trong và ngoài nước [[1]]. Sau giai đoạn này, hệ PGNAA được chuyển sang kênh nơtron số 4 để khai thác dòng nơtron có thông lượng cao hơn, KS3 đã tạm dừng hoạt động và khu vực phía trong kênh đã trở thành chỗ lưu giữ các nguồn phóng xạ và chất thải phóng xạ tạm thời. Theo thời gian, các hệ thống đóng mở dòng nơtron cũng đã bị hư hỏng và không sử dụng được. Năm 2003 KS3 đã được khôi phục lại để bố trí hệ đo phân rã gamma nối tầng. Các thiết bị chuẩn trực, dẫn dòng, đóng mở dòng được thiết kế, chế tạo lại cho phù hợp với việc bố trí thí nghiệm mới [[2]]. Các thiết bị che chắn phóng xạ và dẫn dòng nơtron mới về cơ bản đã đáp ứng được việc bố trí hai detector và các khối điện tử cho hệ phổ kế (n, 2γ). Từ đó đến nay KS3 được sử dụng cho mục đích chuyên nghiên cứu số liệu và cấu trúc hạt nhân sử dụng phổ kế cộng biên độ các xung trùng phùng. Cấu trúc hiện tại của KS3 gồm hai phần: 1.1.1. Phần cấu trúc bên trong tường bảo vệ sinh học lò phản ứng gồm: - Hệ dẫn dòng nơtron là một ống thép với hai phần đường kính 203mm dài 1650mm và đường kính 152mm dài 1500mm được nối với nhau. Phần nhỏ của ống thép được đặt tại hốc trụ rỗng trong vành phản xạ, phần còn lại kết thúc tại mặt ngoài tường bêtông bảo vệ sinh học của lò phản ứng. Kênh này cho dòng nơtron với phông gamma từ vùng hoạt thấp nhất. - Hệ đóng mở dòng nơtron là một thùng nhôm hình trụ đường kính 80mm dài 1500mm chứa đầy nước cất. Nước được dẫn vào thùng qua hai ống dẫn vào và ra thông qua hệ thống bơm điện. Trong trường hợp mở dòng nơtron, toàn bộ nước trong thùng được tháo ra ngoài thùng chứa bên ngoài và ngược lại. - Phin lọc Silic được bố trí sau hệ đóng mở dòng nơtron. Silic có tác dụng nhiệt hóa nơtron nhanh thành nơtron nhiệt. Chiều dài phin lọc 50cm là kích thước tối ưu để thông lượng nơtron nhiệt và tỉ số Cadmi là lớn nhất. - Hệ chuẩn trực dòng nơtron được làm bằng parafin pha Boron, Li, Cd là các vật liệu có tiết diện hấp thụ nơtron lớn có tác dụng tạo dòng nơtron đường kính 1,2cm và 2,5cm (tùy thuộc từng cấu hình thực nghiệm), ngoài ra còn có các khối chuẩn trực bằng chì để giảm các phông gamma từ vùng hoạt và gamma phát ra từ các vật liệu che chắn. - Khối cản xạ là một hộp vuông bằng thép được đặt chìm vào mặt ngoài của tường bê tông bảo vệ của Lò phản ứng. Khối này có kích thước 23 x 23cm và dày 11,4cm được làm từ các lá thép dày 6,3mm và chứa đầy chì có thể chuyển động theo thanh hướng ngang về một bên mở ra lối thao tác đến kênh ngang. Khối cản xạ có tác dụng làm giảm áp lực nước trong trường hợp rò rỉ nước từ 5 thùng lò ra kênh và che chắn phóng xạ khi đóng kênh. Tuy nhiên trong quá trình xây dựng kênh từ giai đoạn trước, khối cản xạ đã được tháo ra và thay thế bởi một khối parafin pha Boron và chì để che chắn phóng xạ từ dòng nơtron. Việc đưa lại khối cản xạ theo đúng cấu trúc cũ cũng sẽ được thực hiện trong tính toán này. Sơ đồ cấu trúc bên trong KS3 được chỉ ra ở Hình 1.1. Hình 1.1: Cấu trúc bên trong KS3 1.1.2. Phần cấu trúc bên ngoài tường bảo vệ sinh học lò phản ứng gồm: - Cửa kênh là một tấm sắt được chế tạo từ thép dày 9,5mm và được dát chì dày 3,2cm để tăng cường che chắn bức xạ. Cửa được gắn trên bản lề, ở phía trên cửa có vành đệm bằng cao su và bảy cái ép gien cho phép ép kín cửa để tránh mất nước lò trong trường hợp hở kênh ngang. Nếu trên kênh ngang không tiến hành công việc thì cửa sắt phải được đóng chắc chắn. - Hệ che chắn phóng xạ cho hệ phổ kế (n, 2γ) bao gồm hai buồng chì kích thước 30cm × 25cm × 20cm bao quanh hai detector HPGe. Phần tinh thể detector được bao bọc một lớp parafin pha LiF để chắn nơtron tán xạ từ mẫu và các vật liệu che chắn vào detector. Một hệ chuẩn trực dòng nơtron phụ cũng được thiết kế để tạo dòng nơtron với đường kính phù hợp với yêu cầu thực nghiệm. Toàn bộ hệ thiết bị trên được bố trí trên một bàn di chuyển dọc đường ray song song với dòng nơtron. Kết cấu này cho phép hai detector và hệ che chắn bức xạ có thể di chuyển vào gần hoặc ra xa cửa kênh. Với thiết kế như vậy yêu cầu đóng kín kênh khi không tiến hành thí nghiệm được tiến hành một cách dễ dàng. - Hệ chắn dòng nơtron là một khối parafin pha Boron hình trụ đường kính 30cm, cao 40cm được bố trí trong tường bao che chắn phóng xạ KS3. Hệ này có tác dụng bắt toàn bộ nơtron khi đi ra khỏi dòng. Hình 1.2 là sơ đồ mặt cắt ngang của KS3 và sơ đồ bố trí các thiết bị nghiên cứu trên kênh. - Tường bao che chắn phóng xạ có kích thước rộng 3,6m, dài 3,2m, dày 0,9m và cao 2,3m. Tường bao gồm hai lớp: Lớp thứ nhất gồm parafin pha boron dày 10cm và gỗ dày 20cm có tác dụng bắt nơtron tán xạ từ các vật liệu che chắn, lớp thứ 2 là các khối bê tông kích thước 40 x 20 x 10cm được xếp xen kẽ để che chắn gamma. Lối vào kênh rộng 0,5m dành cho nhân viên vào kênh bố trí thí nghiệm, lắp đặt các thiết bị điện tử và đổ nitơ cho các detector bán dẫn. Sơ đồ cấu trúc bên ngoài tường bảo vệ sinh học tại KS3 được chỉ ra ở Hình 1.2. 3150 mm 152mm Nư ớ c ra N ước vào/ra 80 mm 1500 mm Chì P araphin - B Không khí khÝ H 2 O Bê tông Si Bơm điện Thùng nước cất Chuẩn trực 12mm Phin lọc Silic Ống thép 6 Hình 1.2: Cấu trúc bên ngoài tường bảo vệ sinh học tại KS3 1.2. Các đặc trưng cơ bản của KS3 KS3 sử dụng phin lọc Silic để nhiệt hóa nơtron, phin lọc có đường kính 5cm, dài 50cm. Thông lượng nơtron nhiệt tại vị trí đặt mẫu là Φ th = 1,02x10 6 n.cm -2 .s -1 , tỉ số cadmi đối với vàng R Cd (Au) ~ 800 (sử dụng hộp Cd dày 1mm). Suất liều nơtron và gamma tại các vị trí trên sơ đồ ở Hình 1.3 trong trường hợp lò hoạt động ở mức công suất 500kW trong hai trường hợp kênh mở và kênh đóng. Kết quả phân bố suất liều nơtron và gamma trong hai trường hợp trên được chỉ ra ở Bảng 1.1, Hình 1.4 và Hình 1.5. 3,6m Bàn làm vi ệc Tường bao che chắn C ửa k ênh Hệ che chắn phóng xạ cho hệ (n, 2γ) Hệ chắn dòng nơtron 3 6 10 11 12 14 5 8 13 15 17 16 7 9 4 1 2 Cửa kênh Parafin +Boron Hình 1.3: Sơ đồ vị trí đo liều tại KS3 Chì 7 Bảng 1.1: Suất liều nơtron (D n ) và gamma (D g ) trong trường hợp kênh mở và kênh đóng Vị trí D n (µSv/h) D g (µSv/h) 0,5m 1m 1,5m 0,5m 1m 1,5m Mở Đóng Mở Đóng Mở Đóng Mở Đóng Mở Đóng Mở Đóng 1 0.60 0.2 0.57 0.2 0.57 0.2 1.47 0.7 1.03 0.7 1.17 0.7 2 0.80 0.3 0.67 0.3 0.93 0.3 1.33 1.1 1.73 0.9 1.43 0.8 3 0.93 0.2 0.87 0.2 0.93 0.2 5.03 3.7 4.37 3.5 4.43 3.5 4 1.63 0.4 2.00 0.4 1.63 0.4 8.63 3.1 9.77 3.8 10.13 5.4 5 1.23 0.3 1.50 0.3 1.53 0.3 7.17 3.0 7.80 2.5 8.97 4.5 6 1.23 0.4 0.80 0.4 1.03 0.4 9.10 2.0 5.93 1.5 9.07 2.5 7 1.10 0.9 0.90 0.8 0.87 0.7 6.83 5.2 5.77 4.8 8.43 5.5 8 1.73 0.9 1.60 0.7 1.63 0.9 13.37 8.0 13.03 8.5 14.00 7.7 9 1.67 0.9 1.63 0.8 1.60 0.9 19.00 10.0 12.03 10.2 16.87 10.1 10 1.67 0.7 1.73 0.8 1.70 0.8 22.17 13.2 26.33 15.5 23.20 12.3 11 0.60 0.3 0.70 0.7 0.63 0.8 15.57 14.6 24.10 23.7 24.50 21.2 12 0.13 0.1 0.23 0.2 0.20 0.2 2.23 1.2 2.63 2.4 3.13 2.6 13 0.20 0.2 0.23 0.2 0.23 0.2 0.81 0.7 1.01 0.7 0.79 1.0 14 0.23 0.1 0.23 0.2 0.23 0.1 0.63 0.5 0.58 0.5 0.63 0.5 15 0.30 0.1 0.33 0.1 0.37 0.1 0.52 0.3 0.52 0.4 0.49 0.2 16 0 .40 0.1 0.47 0.2 0.37 0.2 0.51 0.7 0.53 0.5 0.60 0.5 17 0.38 0.1 0.43 0.1 0.37 0.1 0.65 0.2 0.67 0.2 0.54 0.1 Khoảng cách 0,5m, 1m, 1,5m trên Bảng 1.1 tương ứng với chiều cao của tường bao KS3 tính từ mặt đất lên. 51 vị trí (17 vị trí x 3 khoảng cách) chọn đo là những vị trí có liên quan đến người làm thí nghiệm, bố trí hệ đo và không gian xung quanh KS3. 0 0.5 1 1.5 2 2.5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Vị trí Suất liều nơtron ( µ µ µ µ Sv/h) Kênh mở Kênh đóng Hình 1.4: Phân bố suất liều nơtron trong trường hợp kênh mở và kênh đóng ở độ cao 1m 8 0 5 10 15 20 25 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Vị trí Suất liều gamma ( µ µ µ µ Sv/h) Kênh mở Kênh đóng Hình 1.5: Phân bố suất liều gamma trong trường hợp kênh mở và kênh đóng ở độ cao 1m Theo bảng kết quả ta thấy rằng trong trường hợp đóng kênh suất liều nơtron và gamma tại các vị trí bên trong tường bao (vị trí 1 đến 10) giảm rõ rệt đến giá trị giới hạn liều cho phép. Tuy nhiên tại vị trí 11 là vị trí tiếp giáp với cột nhiệt, suất liều gamma là khá lớn và không thay đổi trong cả hai trường hợp mở và đóng kênh, có thể giải thích là do nguyên nhân sau đây: phần cửa thép của cột nhiệt có khe hở khoảng 2cm, tại đó liều gamma là khá lớn, chính phông phóng xạ tại vị trí này ảnh hưởng trực tiếp đến suất liều gamma ở vị trí 11. Để giảm liều tại vị trí 11 cần thiết phải có che chắn bổ sung tại khe hở này. Hình 1.6 và 1.7 chỉ ra vị trí khe hở tại cột nhiệt khi có và không che chắn chì (lớp chì dày 5cm). Suất liều gamma tại khe hở cột nhiệt, vị trí 11 và vị trí 12 trước và sau che chắn chì được chỉ ra ở Bảng 1.2. Hình 1.6: Vị trí khe hở tại cột nhiệt Khe hở 2cm Vị trí 11 1m 9 Hình 1.7: Vị trí khe hở tại cột nhiệt được che chắn 5cm chì Bảng 1.2: Suất liều gamma (D g ) trong trường hợp có và không che chắn chì Độ cao D g (µSv/h) Khe hở CN Vị trí 11 Vị trí 12 Không chì Có chì Không chì Có chì Không chì Có chì 0.5m 15.5 3.7 15.6 2.8 2.2 1.2 1m 32.1 3.9 24.1 3.6 2.6 1.4 1.5m 45.8 5.0 24.5 4.3 3.1 1.5 1.3. Một số vấn đề tồn tại và biện pháp khắc phục Trong quá trình làm thực nghiệm trên KS3 đã xuất hiện một số vấn đề sau: 1. Cần thiết phải đưa lại khối cản xạ vào cửa kênh theo đúng cấu trúc của lò TRIGA MARK nhằm bảo đảm an toàn bức xạ và an toàn hạt nhân trong trường hợp sự cố rò rỉ nước từ thùng lò ra kênh nơtron. 2. Do giới hạn của tường che chắn xung quanh kênh nên không gian để tiến hành thí nghiệm rất chật chội, không thuận tiện cho việc bố trí hai hoặc ba detector đồng thời, đặc biệt khi đổ nitơ hoặc cần di chuyển các detector. 3. Khó khăn khi bố trí đồng thời hai thí nghiệm cùng lúc để tiết kiệm thời gian đo đạc như nghiên cứu phân rã gamma nối tầng, đo truyền qua, đo phổ nơtron,… 4. Cửa kênh phải mở thường xuyên khi tiến hành thí nghiệm nên không đảm bảo đuợc yêu cầu an toàn hạt nhân khi lò có sự cố rò rỉ nước qua các kênh ngang. 5. Không đảm bảo được mỹ quan cho kênh theo yêu cầu sạch đẹp, an toàn hạt nhân và an toàn phóng xạ, Chì dày 5cm 10 6. Không thể hướng dẫn đồng thời nhiều sinh viên khi có các đoàn tham quan, thực tập. Nhằm mở rộng hướng nghiên cứu cơ bản, ứng dụng và đào tạo đồng thời đảm bảo an toàn bức xạ và thuận tiện trong bố trí thí nghiệm, trên cơ sở số liệu phân bố suất liều nơtron và gamma đã khảo sát xung quanh khu vực KS3 đối chiếu với giới hạn liều đối với nhân viên bức xạ là 20mSv/năm tức 10µSv/giờ [[3]] cho thấy hoàn toàn có thể tháo dỡ được tường bao che chắn bức xạ hiện nay nếu thay đổi lại các thiết bị dẫn dòng, hệ che chắn phóng xạ trước cửa kênh và một số che chắn bổ sung tại khu vực cột nhiệt. Mục tiêu được đặt ra như sau: 1. Dựa trên không gian của kênh hiện có, tính toán thiết kế lại hệ thống che chắn, dẫn dòng, bố trí thí nghiệm theo hướng bố trí các hệ đo nhiều detector, tiến hành đồng thời nhiều thí nghiệm, thuận tiện trong khai thác sử dụng thiết bị, hướng dẫn thực tập, đảm bảo mỹ quan cho lò phản ứng cho việc mở rộng không gian bố trí hệ đo nhằm đảm bảo an toàn bức xạ cho người làm thí nghiệm và an toàn cho thiết bị bằng kỹ thuật Monte Carlo. 2. Đưa ra bản thiết kế và phương án thi công tối ưu khi tháo dỡ và xây dựng lại không gian của kênh. 3. Khôi phục lại khối cản xạ, đảm bảo việc kín nước cho kênh trong trường hợp sự cố mất nước lò theo các kênh ngang. 4. Tháo dỡ tường bao và bố trí một hệ đo đa mục đích phục vụ nghiên cứu cơ bản, nghiên cứu ứng dụng và đào tạo. [...]... Mô hình tính toán cho cấu hình che chắn phóng xạ hiện tại (validation chương trình tính toán) và mô hình tính toán cho cấu hình che chắn phóng xạ mới trong trường hợp tháo dỡ tường bao che chắn tại KS3 2.1 Tính toán suất liều nơtron và gamma cho cấu hình che chắn phóng xạ hiện tại 2.1.1 Mô hình tính toán: - Hệ dẫn dòng nơtron: là một ống thép với hai phần đường kính 203mm dài 1650mm và đường kính 152mm... VI, Đà Lạt, 2005 [6] Nguyễn Cảnh Hải và cộng sự, Nâng cấp hệ che chắn và dẫn dòng nơtron phục vụ cho các nghiên cứu phản ứng (n,γ) và (n,2γ) tại kênh ngang số 4, số 3 của Lò phản ứng Hạt nhân Đà Lạt, Đề tài cấp Bộ 2004-2005 [7] Nguyễn Xuân Hải, Quy hoạch không gian kênh nơtron số 3 phục vụ một số nghiên cứu cơ bản và ứng dụng, đảm bảo an toàn bức xạ và thuận tiện trong bố trí thí nghiệm, Nhiệm vụ cơ. .. có các che chắn bổ sung để giảm trường liều gamma đến giới hạn cho phép tại các vị trí này Các thiết bị đo và hệ che chắn phóng xạ mới tại KS3 hiện nay đáp ứng được yêu cầu đảm bảo an toàn bức xạ, an toàn hạt nhân, tính mỹ quan và thuận tiện trong bố trí thí nghiệm phục vụ nghiên cứu cơ bản, ứng dụng và đào tạo 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Vương Hữu Tấn và cộng sự, Nghiên cứu ứng dụng các hiệu ứng tương... thể di chuyển ra xa cửa kênh trên một ray dẫn hướng để người làm 21 thực nghiệm có thể thay đổi phin lọc hoặc thay đổi cấu trúc bên trong lòng kênh Hình 3.6 là hệ che chắn phóng xạ trước cửa KS3 Hình 3.6: Hệ che chắn phóng xạ bổ sung trước cửa kênh (chì và parafin+B4C) 3.1.4 Thiết kế cấu hình che chắn phóng xạ và bố trí hệ đo đa mục đích Cấu hình che chắn phóng xạ cho hệ phổ kế cộng biên độ các xung... 2 TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG MONTE CARLO Mô phỏng cấu hình che chắn phóng xạ được thực hiện bằng chương trình MCNP nhằm xác định suất liều nơtron và gamma tại 51 vị trí như nêu trên Các kết quả tính toán là cơ sở để người làm thực nghiệm đưa ra được cấu hình che chắn phóng xạ tối ưu cho hệ thiết bị điện tử và khu vực làm việc đảm bảo tiêu chuẩn an toàn bức xạ Mô hình tính toán gồm 02 mô hình: Mô hình tính toán. .. nơtron từ kênh đi ra Hình 2.4 là mô hình tính toán cho cấu hình che chắn phóng xạ và bố trí thí nghiệm mới tại KS3 trong trường hợp tháo dỡ tường bao 15 Hệ che chắn phóng xạ bổ sung Hệ đo nơtron 14 truyền qua Hệ chắn dòng 15 nơtron 13 12 11 Cột nhiệt 16 7 17 8 9 6 10 5 1 4 2 3 Khối cản xạ KS4 Hình 2.4: Sơ đồ hệ che chắn phóng xạ mới trên KS3 2.2.2 Kết quả tính toán Phân bố suất liều nơtron và gamma... 17 Hình 2.6: So sánh phân bố suất liều gamma tính toán giữa cấu hình mới và cũ ở độ cao 1m Từ kết quả tính toán nhận thấy rằng với cấu hình che chắn phóng xạ và cấu hình bố trí thí nghiệm mới, suất liều nơtron và gamma giảm đáng kể và nằm trong giới hạn liều cho phép Chứng tỏ rằng việc sử dụng công cụ tính toán MCNP nhằm mô phỏng một cấu hình che chắn mới đáp ứng được yêu cầu đảm bảo an toàn bức xạ. .. dẫn hướng, thiết bị chắn dòng nơtron, bàn thí nghiệm, các buồng chì, các đầu dò và hệ điện tử (Hình 3.15) Hình 3.15: Kênh nơtron số 3 sau khi lắp đặt thiết bị 28 3.3 Đánh giá an toàn bức xạ cho cấu hình che chắn phóng xạ mới Tiến hành đo đạc thực nghiệm suất liều nơtron và gamma cho cấu hình che chắn phóng xạ mới Bảng 3.1 đưa ra các giá trị so sánh suất liều nơtron và gamma trong trường hợp lò hoạt động... toàn hệ 24 Hình 3.11: Toàn cảnh hệ che chắn phóng xạ mới tại KS3 sau khi tháo dỡ tường bao 25 3.2 Lắp đặt cấu hình che chắn phóng xạ mới Trong quá trình thi công lắp đặt có một số điều chỉnh bản thiết kế cho phù hợp với điều kiện thực tế như sau [7]: 3.2.1 Lắp đặt hệ che chắn kín nước Hệ che chắn kín nước theo thiết kế như Hình 3.2 và Hình 3.3 được thay bằng hệ mới như Hình 3.12 và Hình 3.13 Thiết bị... phông phóng xạ từ các kênh thực nghiệm lân cận cũng đã được tính toán và đo thực nghiệm trong bài toán này Vì vậy việc che chắn bổ sung nhằm giảm liều ảnh hưởng đóng vai trò quan trọng trong phân bố liều tại các vị trí quan tâm xung quanh kênh thực nghiệm 18 CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HỆ CHE CHẮN PHÓNG XẠ MỚI 3.1 Thiết kế cấu hình che chắn phóng xạ mới 3.1.1 Lắp khối cản xạ tại cửa KS3 Khối cản xạ là . quả tính toán 16 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HỆ CHE CHẮN PHÓNG XẠ MỚI 19 3.1 Thiết kế cấu hình che chắn phóng xạ mới 19 3.1.1. Lắp khối cản xạ tại cửa KS3 19 3.1.2. Thiết kế cấu hình che chắn. cấu hình che chắn phóng xạ tối ưu cho hệ thiết bị điện tử và khu vực làm việc đảm bảo tiêu chuẩn an toàn bức xạ. Mô hình tính toán gồm 02 mô hình: Mô hình tính toán cho cấu hình che chắn phóng. 3.1.3. Thiết kế hệ che chắn phóng xạ bổ sung 21 3.1.4. Thiết kế cấu hình che chắn phóng xạ và bố trí hệ đo đa mục đích 22 3.1.5. Thiết kế chuẩn trực và chắn dòng nơtron 23 3.1.6. Thiết kế ray