Экспериментальная отработка космических летательных аппаратов - Афанасьев В.А.
ISBN 5-7035-0318-3
Скачать (прямая ссылка):
Спектр нейтронов в реакторе, как видно из рисунка, вследствие рассеяния и поглощения нейтронов в конструкционных материалах активной зоны заметно отличается от спектра нейтронов деления и ^
0 2 Ь 6 8 Еп,МэВ
Рис. 2.116. Характерный спектр быстрых нейтронов для исследовательского водо-водяного реактора
237
Таблица 2.14
Реактор Поток нейтронов за импульс, Максимальная мощность дозы у-излучения Длительность импульса на половине амплитуды, МКС
Р/с 2,58 А/кг
«Годива-1» >2,5 1013 >107 >103 50
«Годива-2» >2,51013 >107 >103 40—50
«Трвта» 1014 310* 104
ФБП 10й — — 40
«Сандиа» 1012 2-10Р 2104 50
«Молли-1» 210м — — 50
«Кукла» 1,410м Н)Р —1010 105—106 60
ОРН-1 — «10* «10* —
ГЕПР 71012 7,14 10* 7,14 10^ 38
АППА -1015 — — <40
Особенностью испытаний и исследования материалов и изделий электронной техники на воздействие ионизирующих излучений является необходимость применения дистанционной измерительной аппаратуры для измерения временных и остаточных изменений их электрофизических параметров как при импульсном, так и непрерывном воздействии радиации. В каналах ядерных реакторов на изделия и материалы кроме ионизирующих излучений одновременно могут воздействовать температура, влажность, ионизированная окружающая среда. Чтобы исключить влияние этих побочных факторов, применяют различные контейнеры (пеналы), охлаждение изделий с помощью обдува, заливку открытых контактов изделий и т.д. Поэтому экспериментальные каналы реакторов, предназначенные для проведения испытаний и исследования материалов и изделий электронной техники на воздействие радиации, должны обеспечивать:
238
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИМПУЛЬСНЫХ ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ
— дистанционные измерения параметров изделий в канале работающего реактора, а также возможность помещения измерительной аппаратуры на входе канала, быструю смену аппаратуры и ее регулировку;
— быстрое помещение контейнеров с объектом облучения и измерительными линиями внутрь канала и перемещение их в канале с помощью дистанционных ручных или автоматизированных механических приспособлений, а также возможность быстрой смены контейнеров;
— охлаждение объекта облучения в канале реактора и проведение низкотемпературных исследований;
— установку сменных фильтров и коллиматоров в канале (для уменьшения у -фона и фильтрации тепловых нейтронов).
Таблица 2.15
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАТИЧЕСКИХ ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ
Реактор Мощность реактора, МВт Максимальная плотность потока нейтронов, с'1 см-2 Максимальная мощность дозы ^-излучения
103 Р/с 2,58 А/кг
ФНП (канал Д) 1 2,7-1012, тепловые 2,5 1010, 0,5 МэВ 7.2 10*, 2,9 МэВ 2.3 109, 5,3 МэВ 3,9 10е, 8,6 МэВ 1,2 0,12
СП-5 2 2,4 1012, тепловые 5,4 109, 1 МэВ 108, 2,5 МэВ 0,75 0,075
МТР 40 2 10м, тепловые 1,3 1012, 1 МэВ 102 10
БЕПО 6 1,5-1012, тепловые — —
Дидо 10 8 1013, тепловые — —
239
Требования к испытательным каналам статических реакторов в равной мере относятся и к импульсным источникам проникаю* щей радиации. Кроме того, при работе на импульсных источниках радиации появляются дополнительные трудности, связанные с дистанционными измерениями и автоматической регистрацией кратковременных изменений электрических параметров изделий электронной техники в момент действия импульса радиации и ре* гистрацией остаточных изменений этих параметров изделий по* еле воздействия импульса радиации. Необходимы также дополни* тельные меры для защиты изделий электронной техники от электромагнитных наводок.
Типовым импульсным реактором для исследовательских целей является реактор «Годива», представляющий собой критическую сборку из обогащенного урана и 235 с максимальной мощностью 1 кВт за импульс. Для проведения экспериментальных работ реактор имеет центральный канал диаметром 2,5 см, идущий внутрь установки. Энергетический спектр нейтронов в нем приведен в табл. 2.16 и на рис. 2.117. Для сравнения в этой же таблице и на рисунке (штриховая линия) приведен энергетический спектр нейтронов деления и 235.
При испытаниях материалов и изделий электронной техники в каналах исследовательских ядерных реакторов или в зоне облучения других источников на них могут воздействовать потоки нейтронов и у -квантов со спектрами излучений и плотностью потока, существенно отличающимися от соответствующих характеристик радиационной обстановки в условиях эксплуатации. Особенно существенно могут
различаться спектры нейтро-
1600 ^1200
I
-?800
\ \
\
ч
Рис. 2.117. Энергетический спектр нейтронов
нов в низкочастотной области (до 0,1 МэВ). Высокоэнергетические части спектров нейтронов обычно не столь значительно отличаются друг от друга. Поскольку вклад доли нейтронов с низкой энергией в радиационное повреждение материалов обычно невелик по сравнению с воздействием быстрых нейтронов, на практике при таких испытаниях принято уровни воздействия нейтро-
240
нов от различных источников оценивать по потоку быстрых нейтронов с энергией выше 0,1 МэВ.
В тех случаях, когда требуется более высокая точность оценки и спектр нейтронов при испытаниях значительно отличается от требуемого, вводят поправку на несоответствие энергетических спектров нейтронов — коэффициент эффективности воздействия — путем умножения на этот коэффициент потока быстрых нейтронов с энергией выше 0,1 МэВ, полученной при испытаниях.
