RU2488182C1 - Method of simulating complex radiation effect on investigated object - Google Patents
Method of simulating complex radiation effect on investigated object Download PDFInfo
- Publication number
- RU2488182C1 RU2488182C1 RU2012103157/07A RU2012103157A RU2488182C1 RU 2488182 C1 RU2488182 C1 RU 2488182C1 RU 2012103157/07 A RU2012103157/07 A RU 2012103157/07A RU 2012103157 A RU2012103157 A RU 2012103157A RU 2488182 C1 RU2488182 C1 RU 2488182C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation
- gamma
- neutron
- pulsed
- effect
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Данное изобретение относится к области физики радиационного воздействия на материалы, изделия электронной техники, радиоэлектронной аппаратуры и предназначено для испытаний с целью разработки аппаратуры с повышенной устойчивостью к радиационному воздействию, в частности может применяться в способах моделирования комплексных излучений, а также для проверки существующих методов расчета стойкости облучаемых объектов.This invention relates to the field of physics of radiation exposure to materials, electronic devices, electronic equipment and is intended for testing with the aim of developing equipment with increased resistance to radiation, in particular, it can be used in modeling methods of complex radiation, as well as to verify existing methods for calculating resistance irradiated objects.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание комплексного воздействия дестабилизирующих факторов на объект исследования (материалы, радиоэлектронную аппаратуру и технику) для определения его характеристик в созданных условиях.The task to which the invention is directed is to create a complex effect of destabilizing factors on the object of study (materials, electronic equipment and technology) to determine its characteristics in the created conditions.
Из предшествующего уровня техники известны способы создания комплексного воздействия, например, способ моделирования различных радиационных воздействий, описанный в патенте №2178182, «Способ испытаний полупроводниковых приборов», авторы: Вовк О.В., Зинченко В.Ф., опублик. 10.01.2002, который включает в себя:Methods for creating a complex effect are known from the prior art, for example, a method for modeling various radiation exposures described in patent No. 2178182, “Method for testing semiconductor devices”, authors: Vovk OV, Zinchenko V.F., published. 01/10/2002, which includes:
- облучение гамма-нейтронным импульсом со средней энергией нейтронов 1,0-3,0 МэВ заданного уровня;- irradiation with a gamma-neutron pulse with an average neutron energy of 1.0-3.0 MeV of a given level;
- облучение гамма-нейтронным импульсом со средней энергией нейтронов 1,0-3,0 МэВ уровня 10-2 см-2 и выдержка при повышенной температуре 40-135°С в течение 10-150 часов;- irradiation with a gamma-neutron pulse with an average neutron energy of 1.0-3.0 MeV level 10 -2 cm -2 and exposure at an elevated temperature of 40-135 ° C for 10-150 hours;
- облучение гамма-нейтронным импульсом со средней энергией нейтронов 1,0-3,0 МэВ уровня, соответствующего протонному излучению.- irradiation with a gamma-neutron pulse with an average neutron energy of 1.0-3.0 MeV level corresponding to proton radiation.
Моделирование различных радиационных воздействий производят с использованием одной установки, создающей гамма-нейтронное излучение.Modeling of various radiation effects is carried out using one installation that creates gamma-neutron radiation.
Недостатком данного способа является отсутствие моделирования импульса короткодействующего (до 20 нс) тормозного излучения, с максимальной мощностью излучения до 1012 Р/с и стационарного низкоинтенсивного гамма-нейтронного излучения с плотностью потока быстрых нейтронов не менее 109 м-2·с-1, которые позволяют получить данные о радиационной стойкости объекта исследования в предлагаемых условиях облучения.The disadvantage of this method is the lack of simulation of the pulse of short-range (up to 20 ns) bremsstrahlung, with a maximum radiation power of up to 10 12 R / s and stationary low-intensity gamma-neutron radiation with a fast neutron flux density of at least 10 9 m -2 · s -1 , which allow to obtain data on the radiation resistance of the object under study in the proposed exposure conditions.
Известен другой способ моделирования комплексного воздействия [В.Т. Пунин, В.А. Савченко, М.В. Завьялов, В.С. Гордеев, А.И. Герасимов, И.Г. Смирнов, М.А. Воинов, А.С. Кошелев, М.И. Кувшинов. Мощные линейные индукционные ускорители электронов и облучательные комплексы на их основе для радиационных исследований // ВАНТ. Сер. Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру, 2000, Вып.3/4, с.95-99}, который выбран в качестве прототипа, как наиболее близкий по количеству сходных признаков. Способ включает в себя формирование импульсного реакторного гамма-нейтронного излучения с длительностью не более 300 мкс и значением флюенса частиц до 1014 см-2 и импульсного тормозного излучения ускорителя с максимальным значением мощности дозы до 10 Р/с и длительностью не более 20 нс. Воздействие на объект исследования осуществляют двумя режимами импульсных излучений. Моделирование воздействия осуществляют на одном из двух облучательных комплексов: ускоритель ЛИУ-30 и реактор БР-1; ускоритель ЛИУ-10М и реактор ГИР2.There is another method for modeling the complex effects [V.T. Punin, V.A. Savchenko, M.V. Zavyalov, V.S. Gordeev, A.I. Gerasimov, I.G. Smirnov, M.A. Voinov, A.S. Koshelev, M.I. Kuvshinov. Powerful linear induction electron accelerators and irradiation complexes based on them for radiation research // VANT. Ser. Physics of Radiation Exposure to Radioelectronic Equipment, 2000, Vol. 3/4, pp. 95-99}, which is selected as a prototype, as the closest in the number of similar features. The method includes generating pulsed reactor gamma-neutron radiation with a duration of not more than 300 μs and a particle fluence of up to 10 14 cm -2 and pulsed bremsstrahlung of the accelerator with a maximum dose rate of up to 10 R / s and a duration of not more than 20 ns. The impact on the object of study is carried out by two modes of pulsed radiation. Impact modeling is carried out on one of two irradiation complexes: LIU-30 accelerator and BR-1 reactor; LIU-10M accelerator and GIR2 reactor.
Недостаток прототипа, как и аналога, заключается в том, что генерируемое воздействие не имеет стационарной составляющей низкоинтенсивного гамма-нейтронного излучения.The disadvantage of the prototype, as well as the analogue, is that the generated effect does not have a stationary component of low-intensity gamma-neutron radiation.
Технический результат заключается в обеспечении более широкого набора дестабилизирующих факторов испытания объекта исследования, что приближает модель к реальным условиям возможного воздействия, тем самым повышает достоверность определения характеристик радиационной стойкости объекта исследования.The technical result consists in providing a wider range of destabilizing factors for testing the object of study, which brings the model closer to the real conditions of the possible impact, thereby increasing the reliability of determining the radiation resistance characteristics of the object of study.
Технический результат достигается тем, что способ моделирования комплексного радиационного воздействия на объект исследования, включает формирование импульсного гамма-нейтронного излучения и импульсного тормозного излучения. Новым является то, что дополнительно, не менее чем в течение часа до формирования импульсного излучения генерируют стационарное низкоинтенсивное гамма-нейтронное излучение с плотностью потока частиц не менее 109 см-2·с-1 и воздействие на объект исследования импульсным гамма-нейтронным излучением осуществляют на его фоне.The technical result is achieved by the fact that the method of modeling complex radiation exposure on the object of study includes the formation of pulsed gamma-neutron radiation and pulsed bremsstrahlung. It is new that in addition, at least one hour before the formation of pulsed radiation, stationary low-intensity gamma-neutron radiation with a particle flux density of at least 10 9 cm -2 · s -1 is generated and pulsed gamma-neutron radiation is applied to the object of study against his background.
Воздействие на объект исследования стационарным низкоинтенсивным излучением, не менее чем в течение часа позволяет стабилизировать релаксационные процессы в объекте исследования, тем самым увеличивается достоверность имитирования реальных условий возможного облучения и создаются новые факторы, влияющие на методы и параметры расчета стойкости облучаемых объектов.Exposure to the object of study by stationary low-intensity radiation for at least an hour allows stabilization of relaxation processes in the object of study, thereby increasing the reliability of imitating the real conditions of possible exposure and creating new factors that affect the methods and parameters for calculating the resistance of irradiated objects.
Генерация стационарного низкоинтенсивного гамма-нейтронного излучения, с плотностью потока частиц не менее 109 м-2·с-1 позволяет обеспечить достаточную точность реальных условий радиационного воздействия на объект исследования.The generation of stationary low-intensity gamma-neutron radiation with a particle flux density of not less than 10 9 m -2 · s -1 allows us to ensure sufficient accuracy of the actual conditions of radiation exposure on the object of study.
Осуществление воздействия на объект исследования импульсным гамма-нейтронным излучением на фоне стационарного низкоинтенсивного излучения позволяет организовать новый режим облучения и получить более достоверные данные о радиационной стойкости материалов, изделий электронной техники, радиоэлектронной аппаратуры в предлагаемых условиях облучения.The impact on the object of study by pulsed gamma-neutron radiation against a background of stationary low-intensity radiation allows you to organize a new irradiation mode and obtain more reliable data on the radiation resistance of materials, electronic equipment, electronic equipment in the proposed exposure conditions.
Рассмотрим вариант реализации способа, осуществляемого с помощью облучательного комплекса, включающего линейный импульсный ускоритель ЛИУ-10М и импульсный ядерный реактор ГИР2. ГИР2 исходно был предназначен для генерирования импульсного гамма-нейтронного излучения с длительностью импульса 300 мкс, при энерговыделении реактора 7 МДж и максимальном флюенсе нейтронов 1014 см-2. Существует режим совместного облучения испытываемого объекта импульсом тормозного излучения ЛИУ-10М с максимальной мощностью дозы 1012 Р/с и длительностью импульса не более 20 нс, и импульсом гамма-нейтронного излучения реактора ГИР2. Помимо этого, одним из возможных режимов работы ГИР2 является режим генерирования стационарного гамма-нейтронного излучения с плотностью потока частиц до 5·109 см-2·с-1. Эти особенности работы комплекса ЛИУ-10М-ГИР2 позволяют сформировать комплексное радиационное воздействие, включающее формирование импульсного гамма-нейтронного излучения с длительностью не более 300 мкс и значением флюенса частиц до 1014 см-2 и импульсного тормозного излучения, с максимальным значением мощности дозы до 1012 Р/с и длительностью не более 20 нс, на фоне стационарного низкоинтенсивного гамма-нейтронного излучения, с плотностью потока частиц не менее 109 см-2·c-l.Let us consider an embodiment of the method carried out using an irradiation complex, including a linear pulse accelerator LIU-10M and a pulse nuclear reactor GIR2. GIR2 was originally designed to generate pulsed gamma-neutron radiation with a pulse duration of 300 μs, with a reactor energy release of 7 MJ and a maximum neutron fluence of 10 14 cm -2 . There is a regime of co-irradiation of the test object with a LIU-10M bremsstrahlung pulse with a maximum dose rate of 10 12 R / s and a pulse duration of not more than 20 ns, and a gamma-neutron radiation pulse from GIR2. In addition, one of the possible modes of operation of GIR2 is the mode of generating stationary gamma-neutron radiation with a particle flux density of up to 5 · 10 9 cm -2 · s -1 . These features of the operation of the LIU-10M-GIR2 complex allow the formation of a complex radiation effect, including the formation of pulsed gamma-neutron radiation with a duration of not more than 300 μs and a particle fluence of up to 10 14 cm -2 and pulsed bremsstrahlung, with a maximum dose rate of up to 10 12 R / s and a duration of not more than 20 ns, against a background of stationary low-intensity gamma-neutron radiation, with a particle flux density of at least 10 9 cm -2 · s -l .
На фиг.представлена зависимость плотности потока частиц комплекса ЛИУ-10М-ГИР2 от времени, где 1 - низкоинтенсивное стационарное гамма-нейтронное излучение, 2 - импульсное тормозное излучение, 3 - импульсное гамма-нейтронное излучение.In Fig. Presents the dependence of the particle flux density of the LIU-10M-GIR2 complex on time, where 1 is low-intensity stationary gamma-neutron radiation, 2 is pulsed bremsstrahlung, 3 is pulsed gamma-neutron radiation.
Формирование данного режима облучения происходит следующим образом. В зоне совместной работы комплекса размещается испытываемый образец и детекторы гамма-нейтронного излучения, сигналы реакции на облучение от которых передаются по кабельным коммуникациям в измерительное помещение, находящееся за биологической защитой. Реактор ГИР2 выводится в стационарный режим работы с требуемой плотностью потока частиц, вследствие чего происходит формирование низкоинтенсивного стационарного гамма-нейтронного излучения 1. Через промежуток времени, требуемый для стабилизации релаксационных процессов в объекте испытаний, производится генерация импульсов тормозного излучения 2 ускорителя и гамма-нейтронного 3 реактора в любой последовательности.The formation of this irradiation mode is as follows. The test sample and gamma-neutron radiation detectors are located in the joint work area of the complex, the radiation reaction signals from which are transmitted via cable communications to the measuring room, which is located behind the biological protection. GIR2 reactor is brought into a stationary mode of operation with the required particle flux density, as a result of which a low-intensity stationary gamma-neutron radiation is formed 1. After a period of time required to stabilize the relaxation processes in the test object, bremsstrahlung pulses of 2 accelerators and gamma-neutron 3 are generated reactor in any order.
На предприятии разработан и создан комплекс ЛИУ-10-ГИР, впоследствии модернизированный в комплекс в ЛИУ-10М-ГИР2, успешно эксплуатируемый с 1984 г. За период эксплуатации комплекса решены основные научно-технические проблемы и отработаны вопросы устойчивого совместного функционирования двух различных по принципу действия физических установок. Предлагаемый режим формируется на основании апробированных режимов работы. ВНИИЭФ располагает еще одним облучательным комплексом ПУЛЬСАР, включающим ускоритель ЛИУ-30 и реактор БР-1, на котором также можно формировать комплексный режим воздействия низкоинтенсивным стационарным реакторного излучением и импульсным излучением.The LIU-10-GIR complex was developed and created at the enterprise, subsequently upgraded to the LIU-10M-GIR2 complex, which has been successfully operated since 1984. During the operation of the complex, the main scientific and technical problems were solved and the issues of the stable joint functioning of two different operation principles physical installations. The proposed mode is formed on the basis of approved operating modes. VNIIEF has another PULSAR irradiation complex, including the LIU-30 accelerator and the BR-1 reactor, on which it is also possible to form a complex regime of exposure to low-intensity stationary reactor radiation and pulsed radiation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012103157/07A RU2488182C1 (en) | 2012-01-30 | 2012-01-30 | Method of simulating complex radiation effect on investigated object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012103157/07A RU2488182C1 (en) | 2012-01-30 | 2012-01-30 | Method of simulating complex radiation effect on investigated object |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2488182C1 true RU2488182C1 (en) | 2013-07-20 |
Family
ID=48791283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012103157/07A RU2488182C1 (en) | 2012-01-30 | 2012-01-30 | Method of simulating complex radiation effect on investigated object |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2488182C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2745255C1 (en) * | 2020-08-19 | 2021-03-22 | Федеральное государственное казенное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method for testing secondary electrical power sources of radio electronic equipment for resistance to the effects of a pulse of gamma radiation of simulating installations |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DD300057A7 (en) * | 1988-05-10 | 1992-05-21 | Zentralinstitut Fuer Festkoerperphysik Und Werkstofforschung,De | DEVICE FOR NEUTRON RADIATION OF MATERIAL SAMPLES |
| RU2022382C1 (en) * | 1991-04-04 | 1994-10-30 | Научно-исследовательский институт стали | Method of irradiating materials by neutrons |
| RU2404467C1 (en) * | 2009-10-22 | 2010-11-20 | Федеральное государственное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт Министерства обороны Российской Федерации" | Method for formation of gamma neutron radiation field in research reactors |
| WO2011080942A1 (en) * | 2009-12-28 | 2011-07-07 | 国立大学法人群馬大学 | Beam irradiation apparatus and beam irradiation control method |
-
2012
- 2012-01-30 RU RU2012103157/07A patent/RU2488182C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DD300057A7 (en) * | 1988-05-10 | 1992-05-21 | Zentralinstitut Fuer Festkoerperphysik Und Werkstofforschung,De | DEVICE FOR NEUTRON RADIATION OF MATERIAL SAMPLES |
| RU2022382C1 (en) * | 1991-04-04 | 1994-10-30 | Научно-исследовательский институт стали | Method of irradiating materials by neutrons |
| RU2404467C1 (en) * | 2009-10-22 | 2010-11-20 | Федеральное государственное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт Министерства обороны Российской Федерации" | Method for formation of gamma neutron radiation field in research reactors |
| WO2011080942A1 (en) * | 2009-12-28 | 2011-07-07 | 国立大学法人群馬大学 | Beam irradiation apparatus and beam irradiation control method |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2745255C1 (en) * | 2020-08-19 | 2021-03-22 | Федеральное государственное казенное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Method for testing secondary electrical power sources of radio electronic equipment for resistance to the effects of a pulse of gamma radiation of simulating installations |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2488182C1 (en) | Method of simulating complex radiation effect on investigated object | |
| CN106501284B (en) | Simulate the test method of different fluence rate neutron irradiations | |
| CN117217102A (en) | Neutron generator radiation field energy spectrum modulation method based on differential evolution algorithm | |
| Betzler et al. | Calculating infinite-medium α-eigenvalue spectra with Monte Carlo using a transition rate matrix method | |
| Shiozawa et al. | Investigation on subcriticality measurement using inherent neutron source in nuclear fuel | |
| RU2641890C2 (en) | Method of simultaneous reproducing specified neutron fluence values and exposure dose of gamma-radiation in research reactors | |
| Sakaki et al. | Simulation of laser-accelerated proton focusing and diagnosis with a permanent magnet quadrupole triplet | |
| Chepurnov et al. | Online calibration of neutrino liquid scintillator detectors above 10 MeV | |
| Gandolfo et al. | Monte Carlo modeling of DT neutron generator: improvement and experimental validation of a MCNPX input deck | |
| Zailani et al. | Neutron and Gamma Spectrum Analysis of Kartini Research Reactor for Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) | |
| Sabaibang et al. | Preliminary validation of computational model for neutron flux prediction of Thai Research Reactor (TRR-1/M1) | |
| RU2782846C1 (en) | Method for simulation of thermomechanical impact of x-ray radiation | |
| Pavlov et al. | Software and hardware complex for radiation processing facility control | |
| Azhgirey et al. | CTOF measurements and Monte Carlo analyses of neutron spectra for the backward direction from a lead target irradiated with 200–1000 MeV protons | |
| Turso et al. | Toward the implementation of self-powered, wireless, real-time reactor power sensing | |
| d’Errico et al. | Angle and energy differential neutron spectrometry for the SPES BNCT facility | |
| Agosteo et al. | 90° Neutron emission from high energy protons and lead ions on a thin lead target | |
| Butin et al. | Bipolar transistor application for «on-line» neutron fluence registration | |
| Kima et al. | Monte Carlo Simulation of Total Cross Section Measurement of nat W using Time-of-Flight Method | |
| Ziagkova et al. | Study of the cross section biasing technique using GEANT4 and determination of the parasitic neutrons at NCSR “Demokritos” | |
| Eliyahu et al. | Use of CR-39 Plastic Dosimeters for Beam Ion Halo Measurements | |
| Kneale et al. | Neutrons as probes of nuclear effects in muon neutrino CC0π at T2K’s upgraded near detector | |
| Gu et al. | First Proof of Principle Experiment for Muon Production with Ultrashort High Intensity Laser | |
| Moreno et al. | Method for calculating delayed gamma-ray response in the ACRR Central Cavity using MCNP | |
| Giraudo | Passive shielding of space radiation for human exploration missions-Simulations and Radiation Tests |