3He Nötron Dedektörünün Kararlılık Analizleri

Ali TİFTİKÇİ, Şamil Osman GÜRDAL, Mehmet TOMBAKOĞLU
SUNAN : Arş.Gör.Ali TİFTİKÇİ
HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ
NÜKLEER ENERJİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
2010
AMAÇ
QUADOS ( Quality Assurance of Computational Tools
for Dosimetry) Problem 8 ‘i incelemek;
Bu amaç kapsamında,
• He-3 dedektöründe enerjiye bağımlı nötron spektrumu
• Dedektör içerisinde (n,p) etkileşimlerinin enerjiye bağlı
dağılımı
• Beton kalınlığının (n,p) dağılımına etkisi
• Kaynak-nötron aygıtı araındaki uzaklığın (n,p) dağılımına
etkisi incelendi.
QUADOS (Problem 8)
 Silindirik polietilen konteyner beton üzerinde
 Silindirik merkezi hava boşluğu
 Remmetre
 Am-Be kaynak
polietilen küre
He-3 küresel dedektör
Teori
 Radyasyon ölçüm cihazı için hesaplanan kalibrasyon
faktörü ancak kalibrasyon işlemi sırasında anlamlıdır.
 Bu yüzden yapılan kalibrasyonun güvenilirliğini
sınamak gerekmektedir.
 Sınama işlemi, kaynak konumunun ya da bu çalışmada
olduğu gibi beton kalınlığının dedektörden alınan
sinyali ne kadar etkilediği incelenerek yapılabilir.
 Yapılan ölçümler sonucu kalibrasyon faktörü
belirlenen doğruluk sınırları içinde olmalıdır.
Belirsizlik Kriteri:
Kaynak – dedektör konum değişikliğinden doğan
belirsizlik % 0.5 den büyük olamaz.
Teori
(n,p) Reaksiyonu :
3
2
He + n ® H + p
1
0
3
1
1
1
Q=0.764 MeV
E p = 0.573 MeV and E 3 H = 0.191 MeV
GEOMETRİ
Analiz
 MCNP5 kodu kullanılarak analizler yapılmıştır.
 Kullanılan kaynak 1 cm uzunluğunda 0.5 cm çapında
silindirik Am-Be kaynağı
 Am-Be kaynağı için enerji spektrumu (ISO 8529-1(2001))
 Malzeme tesir kesitleri ENDF-V kütüphanelerinden
alınmıştır.
 Her bir simulasyon için 1 milyar örnekleme yapılmıştır.
Analiz
 F4 Tally
 FM4 Tally
Nötron akı hesaplamaları
(n,p) reaksiyonları
MCNP5 GEOMETRİ
Am-Be Spektrum
ISO 8529-1(2001))
0.2
0.18
0.16
Probability
0.14
0.12
0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0
0
2
4
6
Energy(MeV)
8
10
12
Sonuçlar
-4
Neutron Fluence per Lethargy
x 10
He-3 Dedektöründe Nötron Akı Dağılımı
2
1
0
-10
10
-8
10
-6
10
-4
10
Energy(MeV)
-2
10
0
10
2
10
Sonuçlar
Toplam Nötron Akısı (n/cm^2)
Hesaplanan
Referans
6.82e-4
7.173e-4
Sonuçlar
(n,p) Reaksiyonların Enerjiye Bağlı Dağılımı
1
10
0
10
-1
10
-2
M(E)
10
-3
10
-4
10
-5
10
-6
10
-7
10
-10
10
-8
10
-6
10
-4
10
Energy(MeV)
-2
10
0
10
2
10
Sonuçlar
Toplam (n,p) reaksiyon sayısı
Hesaplanan
1.341e-3
Referans
1.363e-3
Sonuçlar
Beton Kalınlığının (n,p) Reaksiyonlarına Etkisi
-0.06
-0.08
Difference in M(%)
-0.1
-0.12
-0.14
-0.16
-0.18
-0.2
0
1
2
3
4
5
6
Concrete Thickness(cm)
7
8
9
Sonuçlar
 Ortamdan Beton Kaldırıldığında ,
Hesaplanan
Değişim(%)
Referans
(%)
0.2
0.21
Sonuçlar
Kaynak-Dedektör Arası Uzaklığın (n,p) Reaksiyonlarına Etkisi
1.5
Difference in M(%)
1
0.5
0
-0.5
-1
-1.5
13.9
13.92 13.94 13.96 13.98
14
14.02 14.04 14.06 14.08
Source to Detector Distance(cm)
14.1
Sonuçlar
D-0.5 mm için
Hesaplanan
(%)
Referans
0.82
0.88
D+0.5 mm için
Hesaplanan
(%)
Referans
-0.54
-0.51
TARTIŞMA ve YORUM
Bu çalışmada ,
 He-3 nötron dedektörünün kararlılık analizleri
sunulmuştur. Sonuçlar He-3 dedektörü içinde nötron
akısı ve (n,p) reaksiyonları olarak verilmiştir. Beton
kalınlığının ve kaynak dedektör arası uzaklığın
dedektör sinyali üzerine etkisi incelenmiştir.
 Beton kalınlığının maksimum etkisi ( beton tamamen
kaldırıldğında) %0.2 olarak hesaplanmıştır.
 Ancak kaynak-dedektör konumunun dedektör
sinyaline 0.5 mm de belirsizlik sınırının(%0.5)
üzerindedir.
Referanslar
 Intercomparison on the usage of computational
codes in radiation dosimetry -Bologna-Italy
International Workshop Proceedings, July 14-16 2003
Teşekkürler …

Download Report