Многогрупповое моделирование защиты от нейтронного и гамма излучения материалами на основе гидрида титана

Перспективные материалы. 2022. № 6. С. 25–36.

Ястребинский Р. Н., Бондаренко Г. Г., Карнаухов А. А., Ястребинская А. В., Денисова Л. В.

В работе представлены расчётные данные по сравнительной оценке радиационно-защитных свойств материалов на основе гидрида титана, полученные методом многогруппового моделирования защиты от нейтронного и гамма излучения. Рассмотрено два типа композиций за стальным корпусом реактора и свинцовой защитой. Показано, что гамма-излучение за защитой из гидрида титана формируется захватным излучением, возникающим в начальных слоях защиты. Вторичное гамма-излучение, образующееся при прохождении нейтронного потока по толщине композита, не оказывает заметного влияния на значение функционалов гамма-квантов за защитой. Показана высокая эффективность материалов на основе дроби гидрида титана. За защитой из композита на основе дроби гидрида титана толщиной 1 м мощность дозы быстрых нейтронов на три порядка меньше, а мощность дозы гамма-квантов на 2 порядка меньше, чем за серпентинитовым бетоном. Введение в состав композита атомов бора, имеющего большое сечение поглощения нейтронов в тепловой и надтепловой областях спектра, снижает эффект накопления тепловых нейтронов и уровень захватного гамма-излучения, но не влияет на ослабление быстрых нейтронов. Показана необходимость использования дроби гидрида титана на цементном связующем, что предотвращает образование пустот в конструкции защиты и проскок нейтронов.

Ключевые слова: гамма-излучение, titanium hydride, гидрид титана, neutron radiation, нейтронное излучение, gamma radiation