ANRI

АНРИ (Аппаратура и Новости Радиационных Измерений)

2075-1338

42469

10.37414/2075-1338-2021-104-1-45-52

Научные статьи

Scientific article

Научные статьи

Modelling of Pulse Height Spectra of Gamma Detectors for Simplified Models of a Radioactive Cloud

Моделирование аппаратурных спектров гамма-излучения для упрощенных моделей облака радиоактивного выброса

Гаврилов

Сергей Л.

Gavrilov

Sergey L.

Ильичев

Егор А.

Il'ichev

Egor A.

Кисилев

Алексей А.

Kisilev

Aleksey A.

Пименов

Артем Е.

Pimenov

Artem E.

Шведов

Антон М.

Shvedov

Anton M.

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем безопасного развития атомной энергетики Российской академии наук (ИБРАЭ РАН) Москва Россия Nuclear Safety Institute of the Russian Academy of Sciences (IBRAE RAN) Moscow Russian Federation

1 45 52

https://doza.editorum.ru/en/nauka/article/42469/view

В работе рассмотрены вопросы определения аппаратурных спектров детекторов гамма-излучения от облака радиоактивного выброса. Данная задача представляет интерес с точки зрения возможного совершенствования существующих систем контроля радиационной обстановки вокруг АЭС и предприятий атомной отрасли за счет более широкого применения гамма-спектрометрического оборудования. Моделирование аппаратурных спектров позволит проводить исследования возможностей постов систем мониторинга по детектированию радионуклидов в облаке выброса. Разработан общий подход к моделированию аппаратурных спектров, использующий разбиение облака выброса на элементарные источники. Рассчитаны аппаратурные спектры сцинтилляционного детектора NaI ∅63×63 мм для упрощенных моделей облака выброса в виде линейного источника и полубесконечного пространства. Полученные данные могут быть использованы для проведения быстрых оценок аппаратурных спектров, в то время как сформулированный подход к моделированию спектров также позволяет проводить более трудоемкие вычисления для радиоактивного облака произвольной формы с произвольным радионуклидным составом.

The paper considers the issues of determining the pulse height spectra of gamma detector from a radioactive cloud. This task is of interest from the point of view of possible improvement of existing systems for monitoring the radiation situation around nuclear power plants and nuclear industry enterprises due to the wider use of gamma-spectrometric equipment. Modeling of pulse height spectra will allow conducting research on the capabilities of monitoring system posts for detecting radionuclides in the radioactive cloud. A general approach to modeling pulse height spectra using division of the radioactive cloud into elementary gamma sources is developed. The pulse height spectra of scintillator NaI ∅63×63 mm are calculated for simplified models of the radioactive cloud in the form of a linear gamma source and a semi-infinite space. The obtained data can be used for rapid estimates of pulse height spectra, while the formulated approach to spectra modeling also allows for more time-consuming calculations for an arbitraryshaped radioactive cloud with an arbitrary radionuclide composition.

аппаратурный спектр выброс АЭС гамма-спектрометрия облако выброса радиационный мониторинг сцинтилляционный детектор

pulse height spectrum NPP emission gamma-ray spectrometry radioactive cloud radiation monitoring scintillation detector

Гусев Н.Г., Беляев В.А. Радиоактивные выбросы в биосфере. Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1986. 224 с.

Gusev N.G., Belyaev V.A. Radioaktivnye vybrosy v biosfere. Spravochnik. M.: Energoatomizdat, 1986. 224 s.

Богатов С.А., Киселев А.А., Шведов А.М. Методические подходы для оценок радиационной обстановки, ожидаемого облучения и эффективности контрмер при кратковременных выбросах радиоактивных веществ в атмосферу в модели ПРОЛОГ. Препринт ИБРАЭ №IBRAE-2011-02, 2011.

Bogatov S.A., Kiselev A.A., Shvedov A.M. Metodicheskie podhody dlya ocenok radiacionnoy obstanovki, ozhidaemogo oblucheniya i effektivnosti kontrmer pri kratkovremennyh vybrosah radioaktivnyh veschestv v atmosferu v modeli PROLOG. Preprint IBRAE №IBRAE-2011-02, 2011.

R.L. Heath. Scintillation spectrometry-gamma-ray spectrum catalogue. Office of Scientific and Technical Information (OSTI), 1957. 539 p.

M. Guttormsen, T. Tveter, L. Bergholt, F. Ingebretsen, J. Rekstad, «The unfolding of continuum γ-ray spectra. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment», vol. 374, no. 3, pp. 371-376, 1996.

S. Moriuchi, M. Tsutsumi, K. Saito, «Construction of Response Matrices for Various Cylindrical and Spherical NaI(Tl) Scintillation Detectors for Gamma Rays and the Test Results», Japanese Journal of Health Physics, vol. 44, no. 1, pp. 122-133, 2009.

Гусев Н.Г., Климанов В.А., Машкович В.П., Суворов А.П. Физические основы защиты от излучений. Т.1. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1989. 512 с.

Gusev N.G., Klimanov V.A., Mashkovich V.P., Suvorov A.P. Fizicheskie osnovy zaschity ot izlucheniy. T.1. 3-e izd., pererab. i dop. M.: Energoatomizdat, 1989. 512 s.

Машкович В.П., Кудрявцева А.В. Защита от ионизирующих излучений: Справочник. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1995. 496 с.

Mashkovich V.P., Kudryavceva A.V. Zaschita ot ioniziruyuschih izlucheniy: Spravochnik. 4-e izd., pererab. i dop. M.: Energoatomizdat, 1995. 496 s.

Соболь И.М. Численные методы Монте-Карло. М.: Физматлит, 1973. 312 с.

Sobol' I.M. Chislennye metody Monte-Karlo. M.: Fizmatlit, 1973. 312 s.

W.L. Dunn, J.K. Shultis. Exploring Monte Carlo Method. Elsevier, 2011. 398 p.

10.

D.W. Rogers, A.F. Bielajew. Monte Carlo Techniques of Electron and Photon Transport for Radiation Dosimetry. The Dosimetry of Ionizing Radiation, Edited by Kenneth R. Kase, Bjarngard B.E., Attix F.H. Academic Press, 1990. pp. 427-533.

11.

Radionuclide Transformations - Energy and Intensity of Emissions. ICRP Publication 38. Annals of the ICRP, vol. 11-13, 1983. 1200 p.

12.

Коган Р.М., Назаров И.М., Фридман Ш.Д. Основы гамма-спектрометрии природных сред. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1991. 232 с.

Kogan R.M., Nazarov I.M., Fridman Sh.D. Osnovy gamma-spektrometrii prirodnyh sred. 3-e izd., pererab. i dop. M.: Energoatomizdat, 1991. 232 s.

13.

I. Murata, R. Shindo, S. Shiozawa, «Importance Determination Method for Geometry Splitting with Russian Roulette in Monte Carlo Calculations of Thick and Complicated Core Shielding Structure», Journal of Nuclear Science and Technology, vol. 32, no. 10, pp. 971-980, 1995.

14.

J.S. Hendricks, T.E. Booth. MCNP variance reduction overview. Monte-Carlo Methods and Applications in Neutronics, Photonics and Statistical Physics, pp. 83-92, 1970.

15.

Богатов С.А., Киселев А.А., Шведов А.М. Развитие существующих систем АСКРО в концепции гибридного мониторинга. Труды ИБРАЭ РАН. Под общ. ред. чл.-кор. РАН Большова Л.А. М.: Наука, 2007 - Вып. 15: Развитие систем аварийного реагирования и радиационного мониторинга, 2013. 315 с.

Bogatov S.A., Kiselev A.A., Shvedov A.M. Razvitie suschestvuyuschih sistem ASKRO v koncepcii gibridnogo monitoringa. Trudy IBRAE RAN. Pod obsch. red. chl.-kor. RAN Bol'shova L.A. M.: Nauka, 2007 - Vyp. 15: Razvitie sistem avariynogo reagirovaniya i radiacionnogo monitoringa, 2013. 315 s.

16.

Нострадамус. Компьютерная система прогнозирования и анализа радиационной обстановки на ранней стадии аварии на АЭС. Инструкция пользователя. ИБРАЭ РАН, инв. №3429. М.: 2001.

Nostradamus. Komp'yuternaya sistema prognozirovaniya i analiza radiacionnoy obstanovki na ranney stadii avarii na AES. Instrukciya pol'zovatelya. IBRAE RAN, inv. №3429. M.: 2001.

17.

Труды ИБРАЭ РАН. Под общ. ред. чл.-кор. РАН Большова Л.А. М.: Наука, 2007 - Вып. 9: Моделирование распространения радионуклидов в окружающей среде, 2008. 229 с.

Trudy IBRAE RAN. Pod obsch. red. chl.-kor. RAN Bol'shova L.A. M.: Nauka, 2007 - Vyp. 9: Modelirovanie rasprostraneniya radionuklidov v okruzhayuschey srede, 2008. 229 s.