Jednorodne mieszaniny materiałów

Jednorodne mieszaniny materiałów utrudniają zagadnienie obliczenia osłon a niejednorodne układy (np. beton zbrojony) komplikują problem do tego stopnia, że zachodzi potrzeba stosowania przybliżonych metod obliczeniowych, opar tych w dużym stopniu na danych doświadczalnych.
Należy podkreślić, że przy projektowaniu osłon reaktorowych istotna jest ekonomiczna strona zagadnienia, a od konstrukcji wymaga się estetycznego wyglądu (program uprawnienia budowlane na komputer).

Reaktor jako źródło promieniowań jądrowych. Generacja neutronów prędkich oraz kwantów y w reaktorze działającym prz; stałej mocy P określanej w kW jest proporcjonalna do natężenia rozszczepie: odpowiadającego tej mocy. Na każdy kW mocy reaktora przypada ok. 3 • 10ł rozszczepień. W wyniku każdego rozszczepienia jądra uranu U-235 powstaje ok. 2,5 nowych neutronów, z których jeden jest potrzebny do podtrzymani; reakcji łańcuchowej, a ok. 0,5 neutrona pochłaniają materiały nierozszczepialne zawarte w rdzeniu reaktora.
Są to zarówno neutrony prędkie jak i powolne. Dokładne określenie liczb; neutronów opuszczających rdzeń reaktora podano np. w pracach (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Jeżeli chodzi o promieniowanie y, to w rdzeniu reaktora jądrowego istniej, trzy zasadnicze źródła tego promieniowania:

a) natychmiastowe promieniowa nie y emitowane w trakcie rozszczepiania jądra,

b) promieniowanie y towarzyszące rozpadowi fragmentów rozszczepiania oraz

c) wychwytowe promieniowa nie towarzyszące pochłonięciu neutronów przez materiały znajdujące się w rdzeniu reaktora.
Przy budowie osłon reaktorowych należy uwzględnić również wtórne promieniowanie y, które powstaje w wyniku reakcji neutronowych wewnątrz samej osłony. Analiza tego wtórnego promieniowania przedstawia duże trudności. Promieniowanie wtórne wytwarza się na całej grubości osłony i nie można go przypisywać jakiemuś określonemu źródłu. Niektórzy autorzy zalecają stosowanie metody przybliżonej, opartej na teorii wieku (uprawnienia budowlane).

Osłabianie promieniowania

Ogólnie przyjmuje się zasadę, że grubość osłony biologicznej określa najbardziej przenikliwa składowa promieniowania.
Osłabianie promieniowania y. Wartość liniowego współczynnika pochłaniania fi zależy zarówno od energii kwantów y jak i od gęstości o materiału osłony. Zastępczą wartość liniowego współczynnika pochłaniania dla mieszaniny określa się jako sumę współczynników poszczególnych substancji składowych (program egzamin ustny).

Iloraz filo (em2/g) nosi nazwę masowego współczynnika osłabiania. Należy podkreślić fakt, że zgodnie z zależnością grubość osłony zmienia się odwrotnie proporcjonalnie do gęstości zastosowanego materiału, co może mieć zasadnicze znaczenie w’ przypadku budowy osłon o małych gabarytach. Przy wyprowadzaniu wzoru zakłada się, że każdy kwant wyrzucony z wiązki nie powraca już do niej. W rzeczywistości nie izoluje się drogi przelotu fotonów od reszty materiału osłony i dlatego należy wziąć pod uwagę również te fotony, które wracają do wiązki wskutek odbicia ich gdzieś poza wiązką (opinie o programie).

Zjawisko to uwzględnia się przez wprowadzenie tzw. liczby narostu B>1, która zależy m.in. od rodzaju promieniowania, energii promieniowania, rodzaju materiału osłony oraz od grubości warstwy tego materiału. Liczbę B można zdefiniować jako stosunek zmierzonej intensywności promieniowania, po przejściu przez przegrodę, do intensywności obliczonej na podstawie wzoru. W przypadku betonu liczbę narostu określa się przez wprowadzenie tzw. efektywnej (zastępczej) liczby atomowej Z. Tok postępowania opisał Goldstein (segregator aktów prawnych).

Osłabianie neutronów prędkich. Jak było powiedziane poprzednio, zasadniczym celem osłony biologicznej jest zmniejszenie energii neutronów prędkich, które łatwo przechodzą przez wszelkie osłony z materiałów ciężkich.

Neutrony prędkie tracą swą energię głównie w wyniku procesów rozpraszania sprężystego i niesprężystego. Z mechaniki zderzeń sprężystych wiadomo, że zmniejszenie energii będzie tym efektywniejsze, im mniejszą masę mają jądra ośrodka rozpraszającego, w którym poruszają się neutrony (promocja 3 w 1).