Висоководневий сповільнювач нейтронів гідриду цирконію

Висоководневий сповільнювач нейтронів гідриду цирконію, який відрізняється тим, що його склад визначається формулою ZrHx>2, причому масовий коефіцієнт виведення нейтронів в 1,21,23 разу більший. (19) (21) u201008449 (22) 06.07.2010 (24) 10.01.2011 (46) 10.01.2011, Бюл.№ 1, 2011 р. (72) СКОРОХОД ВАЛЕРІЙ ВОЛОДИМИРОВИЧ, МОРОЗОВ ІГОР АНАТОЛІЙОВИЧ, МОРОЗОВА РАЇСА ОЛЕКСІЙОВНА, КОНДРАШОВ ОЛЕКСАНДР ВАЛЕРІЙОВИЧ, ШЕВЕЛЬ ВАЛЕРІЙ МИКОЛАЙОВИЧ, ВОЗНЮК ПЕТРО ОКСЕНТІЙОВИЧ, КУПРІЯНОВ ОЛЕКСАНДР ВАСИЛЬОВИЧ, ВЛАСЕНКО МИКОЛА ІВАНОВИЧ, КОРОТЕНКО МИ 3 56382 виведення ’, см2/г *, лінійний коефіцієнт виведення , см-1** та довжина релаксації L, см ***. Масовий коефіцієнт виведення ’ залежить тільки від хімічного складу матеріалу, лінійний коефіцієнт виведення та довжина релаксації L залежить від хімічного складу матеріалу та його густини ( =m/V). Тому при порівнянні різних зразків 4 в якості критерію радіаційно-захисних властивостей доцільно вибрати масовий коефіцієнт виведення. Вплив кількості атомів водню в гідриді цирконію на перелічені вище характеристики захисту від нейтронів представлені в таблиці. Таблиця Формула ZrH1,5 ZrH1,7-1,85 ZrH2,4-2,5 Кількість атомів Масова частка водню на атом водню, % (мас.) цирконію 1,5 3,31 1,7-1,85 4,01 ’, см2/г* , см-1** L, см*** 0,0268 0,0280 0,0289 0,0323 0,0329 0,1239 0,1295 0,1336 0,1494 0,1522 8,07 7,72 7,48 6,69 6,57 * - показує, що при проходженні шару речовини, в якому на площі 1см2 зосереджена маса 1г, щільність потоку нейтронів зменшується в е ’. ** - числове значення лінійного коефіцієнта виведення показує, що при проходженні шару речовини товщиною в 1см, щільність потоку нейтронів зменшується в е раз ( = ’* , e = 2,71828, =4,626г/см3). При розрахунках для всіх зразків гідридів цирконію приймали =4,626г/см3. *** - це товщина шару речовини, при проходженні якого щільність нейтронів зменшується в e раз. Приклади ефективності захисту від швидких нейтронів гідридів цирконію з різним вмістом водню. Приклад 1. Порошок гідриду цирконію складу ZrH1,5 формують у вигляді пластини 111*111*10мм, густиною =4,626г/см3 і опромінюють нейтронним пучком. Вимірюють щільність потоку нейтронів в залежності від товщини шару матеріалу та розраховують такі фізичні характеристики: лінійний коефіцієнт виведення , масовий коефіцієнт виведення, ’= / та довжину релаксації L. Показники наступні: L, см , см-1 ’, см2/г 0,1239 0,0268 8,07 Приклад 2. Порошок гідриду цирконію складу ZrH1,7-1,85 формують і опромінюють нейтронами аналогічно першому прикладу. Показники наступні: L, см , см-1 ’, см2/г 0,1295 0,1336 0,0280 0,0289 7,72 7,48 Приклад 3. Аналогічно першому і другому варіанту опромінюють нейтронами гідрид цирконію складу ZrHx>2. Показники наступні: L, см , см-1 ’, см2/г 0,1494 0,1522 0,0323 0,0329 6,69 6,57 Аналізуючи дані таблиці і прикладів можна зробити висновок, що запропонована нами модель матеріалу з вмістом водню, що відповідає формулі ZrHx>2 має наступні переваги в порівнянні з існуючим матеріалом: - збільшений масовий коефіцієнт виведення нейтронів ( ’) в 1,2-1,23 разів в порівнянні з гідридом цирконію складу ZrH1,5 приклад3 приклад1 0,0322 12; , 0,0268 приклад3 приклад1 0,0329 123 , 0,0268 та в 1,15-1,18 разів в порівнянні з гідридом цирконію складу ZrH1,85 ; приклад3 0,0322 приклад3 0,0329 приклад2 0,028 115; , приклад2 118 , 0,028 - зменшена довжина релаксації (L, см) в 1,21,23 разів в порівнянні з гідридом цирконію складу ZrH1,5 L приклад1 L приклад3 8,07 6,69 12; , L приклад1 L приклад3 8,07 6,57 123 , та в 1,15-1,18 разів в порівнянні з гідридом цирконію складу ZrH1,85 L приклад2 L приклад3 7,72 6,69 115; , L приклад2 L приклад3 7,72 6,57 118 , . Таким чином, в 1,15-1,18 зменшується товщина матеріалу при захисті від нейтронів; - збільшується ефективність захисту; - зменшується матеріалоємність, а отже і вартість виробництва захисту. Гідрид цирконію з підвищеним вмістом водню являється важливим, зручним і перспективним матеріалом для промисловості. Це порошок з якого легко формуються вироби необхідної геометрії для використання в якості захисту від радіаційного опромінення в ядерній енергетиці і в галузях, де використовуються джерела нейтронного та гаммавипромінювань, та, як активатора спікання в порошковій металургії, а також джерела екологічно чистого палива. 5 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 56382 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601