КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО ФИЗИЧЕСКОМУ МОДЕЛИРОВАНИЮ МНОГОФАЗНЫХ СИСТЕМ В АППАРАТАХ РАДИОХИМИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА
Аннотация
С целью оценки возможности использования программного кода MCNP для многовариантного расчетного моделирования ядерно-физических измерений при дистанционном аналитическом контроле делящихся материалов проведена его апробация для компьютерного моделирования методом Монте-Карло нейтронных измерений в экспериментах по физическому моделированию распределения плутония в жидкостных многофазных подкритических системах в аппаратах радиохимического производства.
В работе рассмотрена методика расчетного моделирования переноса нейтронного излучения методом Монте-Карло. Обоснован выбор использования программного кода MCNP.
Описаны установки физического моделирования распределения плутония в растворах с концентрацией до несколько единиц г/л и соответствующие им трехмерные компьютерные модели. Физическое моделирование раствора с концентрацией плутония до 1 г/л проводилось на установке, состоявшей из заполненной водой цилиндрической емкости, плутоний-бериллиевого источника быстрых нейтронов типа ИБН и измерительной аппаратуры. Компьютерная модель включала в себя заполненную водой цилиндрическую емкость, гелиевый счетчик и окружавший их воздух. Физическое моделирование распределения плутония в растворах с концентрацией в несколько единиц г/л проводилось на установке, состоявшей из заполненной водой цилиндрической емкости, заполненных азотнокислым раствором плутония специальных кювет и измерительной аппаратуры. Компьютерная модель включала в себя заполненную водой цилиндрическую емкость, кюветы с азотнокислым раствором плутония, гелиевый счетчик и окружавший их воздух.
Приведены результаты сравнения «физических» и «компьютерных» измерений распределения нейтронных полей. Полученная удовлетворительная сходимость расчетных и экспериментальных результатов доказывает возможность использования программного кода MCNP для моделирования нейтронных измерений в многофазных системах с делящимися материалами.
Ключевые слова: метод Монте-Карло, моделирование, плутоний, скорость счета нейтронов, счетчик медленных нейтронов.
DOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2014.18.2.004
Полный текст:
PDF (Russian)Литература
Rodzhers D.R., Fellow M. Handbook of nuclear safeguards measurement methods. Miamisburg, Mound Laboratory Monsanto Research Corporation, 1983. 712 p. (Russ. ed.: Rodzhers D.R. Spravochnik po metodam izmerenii iadernykh materialov. Moscow, BINOM Publ., 2009. 712 p).
Frolov V.V. Iaderno-fizicheskie metody kontrolia deliashchikhsia veshchestv [Nuclear-physical methods of fissile materials control]. Moscow, Energoizdat Publ., 1989. 184 p. (in Russian).
Bespiatykh A.S. Parfent'ev E.A., Peregudov V.A., Tsenter E.M., Chvankin E.V. [Research of the distribution of neutrons in the aqueous solution of alpha-active substances]. Atomnaia energiia [Atomic Energy], 1977, vol. 42, no. 6, P. 494. (in Russian).
MCNP Monte-Carlo Neutron and Photon Transport Code System. CCC-200 A/B. Los Alamos, 1997.
Gusev N.G. Zashchita ot ioniziruiushchikh izluchenii [Health physics]. Moscow, Energoatomizdat Publ., 1990. (in Russian).
Sobol' I.M. Chislennye metody Monte-Karlo [Monte-Carlo method]. Moscow, Nauka Publ., 1973. 312 p. (in Russian).
Ermakov S.M. Metod Monte-Karlo i smezhnye voprosy [Monte Carlo method and related problems]. Moscow, Nauka Publ., 1975. 472 p. (in Russian).
Marchuk G.I. Metod Monte-Karlo v probleme perenosa [Monte Carlo method in the transfer problem]. Moscow, Atomizdat Publ., 1967. 256 p. (in Russian).
Spanier J., Gelbard E.M. Monte Carlo Principles and Neutron Transport Problems. Massachusets, Addison-Wesley, 1969. 272 p. (Russ. ed.: Span'e D., Gel'bard E. Metod Monte-Karlo i zadachi perenosa neitronov. Moscow, Atomizdat Publ., 1972. 272 p.).
FLUKA: a multi-particle transport code. SLAC-R-773. Geneva: CERN, 2005. 406 p.
Agostinelliae S., Allisonas J., Amakoe K., Apostolakisa J., Araujoaj H., Arcel P., Asaig M., Axeni D., Banerjeebi S., Barrandan G., Behnerl F., Bellagambac L., Boudreaubd J., Brogliaar L., Brunengoc A., Burkhardta H., Chauviebj S., Chumah J., Chytraceka R., Coopermanaz G., Cosmoa G., Degtyarenkod P., Dell'Acquaa A., Depaolay G., Dietrichaf D., Enamiab R., Feliciellobj A., Fergusonbh C., Fesefeldtl H., Folgera G., Foppianoac F., Fortias A., Garelliac S., Giania S., Giannitrapanibo R., Gibinm D., Gomez Cadenasm J.J., Gonzalezq I., Gracia Abriln G., Greeniausp G., Greineraf W., Grichinef V., Grossheimm A., Guatelliad S., Gumplingerh P., Hamatsubk R., Hashimotoab K., Hasuiab H., Heikkinenah A., Howardaj A. Geant4 - a simulation toolkit. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A. 2003. vol. 506, no 3, pp. 250-303.
[About MCU project]. Available at: http://mcuproject.ru/rabout.html (accessed 20 April 2013) (in Russian).
Los Alamos National Security (2014). Available at: http://www.lanl.gov/index.php (accessed 28 May 2014).
Fastovskii V.G., Rovinskii A.E. Inertnye gazy [Inert gases]. Moscow, Atomizdat Publ., 1972. 352 p. (in Russian).
Nikol'skii B.P. Spravochnik khimika. Kn.1: Osnovnye svoistva neorganicheskikh i organicheskikh soedinenii [Chemist's Handbook, Vol. 8: Basic properties of inorganic and organic compounds], St. Petersburg: Khimiia Publ., 1971. 1168 p. (in Russian).
Sorokin V.G., eds. Marochnik stalei i splavov [Database of steels and alloys]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1989. 640 p. (in Russian).
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.