Systems. Methods. Technologies 1 (37) 2018

Системы Методы Технологии. В.А Соколова и др. Использование железо-водных … 2018 № 1 (37) с. 94-99 97 Рис. 4. Зависимость дозовой длины релаксации нейтронов в железо-водной и дерево-железной смесях от концентрации железа для толщины слоя 70 см, барьерная геометрия В древесине значительную часть объема занимает поровое пространство (от 55 до 72 % объема древесно- го образца). Состав древесины можно менять с помо- щью заполнения порового пространства путем пропит- ки древесины различными материалами в зависимости от желаемого результата. Например, для повышения концентрации водорода возможно заполнение порово- го пространства полиэтиленом, полиметилметакрила- том. Возможна металлизация древесины, например, за счет пропитки солями тяжелых металлов. Для умень- шения выхода захватного гамма-излучения в состав древесины возможно введение бора (B) с помощью пропитки образца борной кислотой. Также возможно уплотнение древесины до плотности 1,2 г/см 3 [1]. Уп- лотненная древесина (1,15 г/см 3 ) имеет следующие ядерные плотности (табл. 2). Таблица 2 Характеристики уплотненной древесины Дерево Вода Элемент Ядерная плотность, x10 22 ядер/см 3 Элемент Ядерная плотность, х10 22 ядер/см 3 H 5,04 H 6,7 C 3,22 O 3,35 N 0,0208 – – O 1,58 Очевидно (табл. 2), что ядерная плотность по водо- роду для уплотненной древесины несколько меньше, но сопоставима с ядерной плотностью по водороду для воды. Таблица 3 Условные обозначения энергетических интервалов Нейтроны Обозначения Группы нейтронов Интервал энергий Быстрые б 1–11 10–1,11 МэВ Промежуточные п 12–17 1,11 МэВ Нейтроны Обозначения Группы нейтронов Интервал энергий – 29 эВ 25 кэВ 25 к 14 111 кэВ – 3,35 кэВ Медленные м 18–21 29 эВ – 1,12 эВ Тепловые т 22 0,414 эВ – 0 Изготовление блоков сложного профиля из цельной древесины — относительно сложная в технологиче- ском и экономическом плане задача. Но изготовление защитных блоков возможно из измельченной древеси- ны с помощью термопьезообработки, т. е. без внесения в древесную массу клеящих веществ. Таблица 4 Оптимальные концентрации F e Толщина барьера, см Fe + Вода Fe + Дерево Концен- трация Fe, % Минимальная дозовая длина релаксации нейтронов, см Концен- трация Fe, % Минимальная дозовая длина релаксации нейтронов, см 100 62 6,5 62 6,7 70 59 6,52 55 6,8 50 50 6,59 45 6,94 30 30 6,57 30 7,06 Горючесть древесины резко снижается при ее про- питке боросодержащими антипиренами. Для определения целесообразности использования древесных материалов в качестве защиты от ионизи- рующих излучений в ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова был проведен ряд расчетов, позволяющих установить эффективность ослабления нейтронов и гамма-квантов в данных материалах. Расчеты проводились с помощью программы ANISN, которая реализует Sn-метод Карл- сона для решения кинетического уравнения и является