dc.contributor.author | Košťál, Michal | |
dc.date.accessioned | 2024-04-04T06:45:27Z | |
dc.date.available | 2024-04-04T06:45:27Z | |
dc.date.issued | 2022 | |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10467/114182 | |
dc.description.abstract | A neutron reference field is defined as a permanent reproducible neutron field with well defined
neutron fluence rate and neutron energy spectra. The standard reference field has neutron spectra
characterized employing neutron spectra measurements by means of time-of-flight measurements.
Historically there was only one standard neutron reference field, 252Cf(s.f.). In 2017 into neutron
standards, there was also included
235U(n_th, fiss), which becomes secondary neutron standard.
Reference neutron benchmark fields are defined as permanent and reproducible neutron fields, less
well characterized as a standard field, but still acceptable as a measurement reference by a community
of users. This work deals with the development of a reference neutron benchmark field in a special
core placed in an LR-0 reactor. In this reference neutron benchmark field, there were precisely
measured neutron and gamma spectra using stilbene spectrometry. This is very important in the case
of this reactor benchmark field because it was observed that neutron spectra above 6 MeV are nearly
identical with 235U PFNS, and also it was confirmed that the gamma has a negligible effect on measured
neutronic quantities. Namely, the impact of the photo-nuclear reactions (γ,n) competing with (n,2n) in
the production of the same residual nucleus was shown to be negligible. To confirm the spatial
distribution of the field, there was also validated the fission density distribution across the driver core.
This precise characterization of the core is important and well usable also in other issues. It’s worth
noting it is an excellent tool for validation of neutronic properties of materials inserted in the center
of the special core, or surrounding it, for example, sand, whose neutronic parameters are important
not only in space programs but also in used fuel storage management, because major material of earth
crust is SiO2. The most recent also interesting application was validation of neutronic description of
stainless steel, which is important in criticality safety issues as stainless steel is the major component
of water moderated reactors internals.
The essential results, namely criticality, flux distribution, neutron spectra and also some of the
measured spectral averaged cross section evaluated as SACS averaged in 235U PFNS were benchmarked
in the IRPhEP database. This database is the most reliable one, which is used in improvements of
nuclear cross sections. The field became one of the IRDFF-II reference benchmark neutron fields, and
the measured data were used for improving the newly developed IRDFF-II neutron dosimetry library. | en |
dc.language.iso | en | en |
dc.publisher | ČVUT. Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská. | cze |
dc.subject | Cross section | en |
dc.subject | Neutron dosimetry | en |
dc.subject | Neutron spectrometry | en |
dc.subject | Validation of cross sections | en |
dc.title | Development of reference benchmark neutron field in LR-0 reactor | en |
dc.title.alternative | Collection of articles | en |
dc.type | habilitační práce | |
dc.type | habilitation thesis | |
dc.description.abstract-translated | Referenční pole neutronů je definováno jako permanentní reprodukovatelné pole neutronů s dobře
definovanou distribucí hustoty toku neutronů a jejich energetickým spektrem. Standardní referenční
pole předpokládá nezávislé měření neutronového spektra prostřednictvím metody TOF. Historicky
bylo definováno pouze jedno standardní neutronové referenční pole, konkrétně pole 252Cf(s.f.),
přičemž v roce 2017 bylo zahrnuto také 235U(n_th, fiss), které se takto stalo sekundárním neutronovým
standardem. Referenční benchmarková neutronová pole jsou definována jako stálá
a reprodukovatelná neutronová pole, méně dobře charakterizovaná jako standardní pole, ale stále
ještě přijatelná pro referenční měření komunitou expertních uživatelů a hodnotitelů jaderných dat.
Tato práce se zabývá vývojem a sestavením referenčního pole neutronů ve speciální aktivní zóně
umístěné v reaktoru LR-0. V tomto referenčním poli neutronů byla precizně charakterizována
neutronová a gama spektra pomocí stilbenové spektrometrie. Tento studovaný případ referenčního
pole je výjimečný mezi reaktorovými poli, protože v případě tohoto benchmarkového pole, bylo
demonstrováno, že neutronová spektra nad 6 MeV jsou téměř totožná s 235U PFNS. Zároveň se
potvrdilo, že gama má v tomto referenčním poli zanedbatelný vliv na měřené neutronické veličiny.
Konkrétně vliv fotojaderných reakcí (γ,n) konkurujících (n,2n) při produkci stejného produkovaného
jádra se ukázal jako zanedbatelný. Pro další ověření bylo rovněž provedeno detailní mapování hustoty
štěpení ve speciálním aktivní zóně. Tato přesná charakteristika aktivní zóny je velmi dobře využitelná
i v dalších oblastech neutronové fyziky. Je to vskutku vynikající nástroj pro validaci neutronických
vlastností materiálů vložených buď do středu speciální aktivní zóny nebo ji obklopující. Toto bylo
využito například v případě oxidu křemičitého, jehož neutronové parametry jsou důležité nejen ve
vesmírném programu, ale také při řízení skladování používaného paliva, protože hlavní materiál
zemské kůry je právě SiO2. Nejnověji byla tato sestava použita pro ověření neutronového popisu
nerezové oceli, kterýžto je zcela zásadní v otázkách „criticallity safety“, protože nerezová ocel je hlavní
součástí vodou moderovaných reaktorů.
Zásadní výsledky, jmenovitě kritičnost, rozložení neutronového toku, neutronová spektra a také
některé naměřené spektrem vážené účinné průřezy, vyhodnocené SACS vážené v 235U PFNS, byly
rovněž publikovány v databázi IRPhEP. Lze jen dodat, že tato databáze je jednou z nejvěrohodnějších
databází reaktorových experimentů používaných při vylepšování účinných průřezů. Sestavené
referenční pole bylo zahrnuto mezi benchmarková referenční pole, a data na něm změřená se stala
součástí nové neutronově dozimetrické knihovny jaderných dat IRDFF-II. | cze |