محاسبات دز نوترون در حادثه بحرانیت JCO در Tokaimura با کد MCNPX

نویسندگان

دانشگاه صنعتی شاهرود

10.22052/4.2.15

چکیده

هدف از این مطالعه تهیه مدلی برای ارزیابی اثرات بحرانیت هسته­ای در واحد­های فرآیندی غیر‌راکتوری و بررسی تأثیر فاصله بر کاهش دز و طیف انرژی نوترون می­باشد. در تحقیق حاضر میزان دز دریافتی در فواصل 5/0 تا 45 متر از محل حادثه با استفاده از کد مونت‌کارلو MCNPX مورد بررسی قرار گرفت. طیف انرژی نوترون در داخل مخزن و بر روی آشکارسازهای شبیه‌سازی شده در فواصل 20،25و30 متر مورد مطالعه قرار گرفت و تاثیر فاصله بر طیف انرژی نوترون به‌دست آمد. جهت اعتبار بخشی به نتایج شبیه‌سازی، این نتایج با داده­های تجربی حاصل از اندازه­گیری در زمان بروز حادثه مقایسه گردید و مشخص شد هیچ‌گونه اختلاف معنی­دار آماری بین نتایج وجود ندارد. نتایج تحقیق نشان می‌دهد از این مدل شبیه‌سازی شده می­توان برای زمان حضور پرسنل در هنگام بروز حادثه، طراحی اتاق کنترل و جانمایی تجهیزات پایش محیطی بحرانیت استفاده کرد. همچنین با توجه به میزان حد دز سالیانه پرتوگیری شغلی، زمان مجاز کار پرتوکاران در فاصله 50 متری از محل بروز حادثه با اعمال فرضیات لازم حدود 3 ساعت تعیین گردید.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Calculation of neutron dose in the JCO criticality accident in Tokaimura with MCNPX

نویسندگان [English]

  • Mohammadreza Shojaei
  • Hosein Mohammadi
چکیده [English]

Recognizing the accident and estimating absorbed doses at the incident time, is one of the requirements for radiation safety. The aim of this paper is designing a model for assessment of nuclear criticality effectiveness in non-reactor units and evaluation of the effect of variation of distances on dose rate and neutron energy spectrum. In this study neutron dose-rate was simulated between 0.5m to 45m from accident location by using MCNPX monte carlo code. The neutron energy spectrum was estimated in the tank and over the detectors at 20m, 25m and 30m. Experimental results of JCO accident in Japan and simulation results were compared with our results for validation. Statistical analyses showed that there is no significant difference between results. Therefore, by using this model we can design for control room and placement of monitoring equipment. Maximum allowable time for workers at the 50m from accident location obtained approximately 3 hours with implementation of essential hypothesis, according to the annual dose limit of occupational exposure.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nuclear criticality accident
  • Neutron dosimetry
  • Simulation
  • MCNPX
  • Neutron energy spectrum

مراجع

[1] M. S. Hodges , C. E. Sanders. Nuclear criticality Accident Safety, Near Misses and Classification.Progress in Nuclear Energy, Volume 76 (September 2014), P.88–99 [2] H. SONO, A. OHNO. Retrospective Estimation of the Spatial Dose Distribution and the Number of Fissions in Criticality Accident Using Area Dosimeters.Nuclear Science and Technology, Vol. 44, No. 1,(2007), p. 43–53 [3] A. K. Ziver, C. C. Pain. Comparative Neutron and Gamma-ray Dosimetry of JCO and SAROV Accidents Using FETCH.JAERI-Conf(2003) -019 [4] T. G. Hughes, "Criticality Incident at Windscale", Nuclear Engineering International, Vol. 17, No. 191, (Feb 1972), pp.95-7. [5] T. P. McLaughlin, S. P. Monahan, N. L. Pruvost et al.A Review of Criticality Accidents. LA-13638, Los Alamos National Laboratory,(2000). [6] S.I Tanaka. Summary of the JCO Criticality Accident in Tokai-mura and a Dose Assessment.J. Radiat. Res. 42, (2001), S1–S9 . [7] X. Liu, J. Ahn. Conditions for criticality byuranium deposition in water-saturated geological formations.Nuclear Science and Technology, Volume 52, Issue 3, (2015) [8] J.F. Briemeister. MCNP: A General Monte Carlo N-particle Transport code. Version 4B. Los Alamos National Laboratory, LA-12625 M Version 4, (2000) [9] D. B. Pelowitz. MCNPX User’s Manual. Version 2.6.0,LA-CP-07-1473, ( April 2008). [10] DOE Fundamentals Handbook, Nuclear Physics and Reactor Theory , DOE-HDBK-1019/1-93,(January 1993). [11] T. B. Cochran. Preliminary Analysis of the Criticality Accident at Tokaimura. NRDC, (October 51999). [12] IAEA-Safety Series. International Basic Safety Standards for Protection against Ionizing Radiation and for the Safety of Radiation Sources. No 115 (1996). [13] U.S. Environmental Protection Agency. Protective Action Guides And Planning Guidance For Radiological Incidents. (March 2013).

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار