Bulletin of Belgorod State Technological University named after. V. G. Shukhov Bulletin of Belgorod State Technological University named after. V. G. Shukhov Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова 2071-7318 13684 10.12737/22251 Химическая технология Chemical technology Химическая технология THE CALCULATION OF THE NEUTRON-SHIELDING PROPERTIES OF THE COMPOSITE MATERIAL РАСЧЕТ НЕЙТРОННО-ЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА Ястребинская Анна Викторовна Yastrebinskaya Anna Викторовна karanna1@mail.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Черкашина Н. И. Cherkashina N. I. natalipv13@mail.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Павленко В. И. Pavlenko V. I. belpavlenko@mail.ru Толыпина Н. М. Tolypina N. M. d.oleg-19953@mail.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Белгородский государственный технологический университет им В.Г. Шухова Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov НИЛ «Разработка научно-технических основ создания полимерных систем из возобновляемого растительного сырья» Россия НИЛ «Разработка научно-технических основ создания полимерных систем из возобновляемого растительного сырья» Russian Federation Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова RU Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov RU 20 10 2016 20 10 2016 1 11 164 167 https://naukaru.ru/en/nauka/article/13684/view

В данной работе представлены данные по физико-математическому расчету нейтронно-защитных свойств композиционного материала на основе полистирола и гидрида титана. Расчет производился на основании элементного химического состава для композиционного материала с оптимальным составом. В работе представлена методика расчета коэффициента ослабления нейтронного пучка при прохождении через поверхность композиционного материала. Дана оценка основных характеристик радиационной защиты при прохождении излучения в исследуемом материале (ослабление плотности потока нейтронов (0,1<Е<5 МэВ), ослабление мощности дозы нейтронного излучения). Построена зависимость коэффициента ослабления плотности потока нейтронов в исследуемом композиционном материале при энергиях нейтронов 0,1 МэВ<E<5 МэВ. При таких энергиях, нейтроны называют быстрыми и их вклад в полное сечение взаимодействия нейтрона с ядрами вносят процессы упругого потенциального рассеяния и неупругого рассеяния. Видно, что при интересующих нас энергиях нейтронов в интервале (0,1<Е<5 МэВ) вклад атомов водорода в коэффициент ослабления потока нейтронов наибольший. В данной работе доказана высокая радиационная стойкость композита к нейтронному излучению.

This paper presents data on the physical and mathematical calculation of neutron-absorbing properties of composite materials based on polystyrene and titanium hydride. The calculation was carried out on the basis of elemental chemical composition for composite material with optimal composition. The paper presents method of calculation of the coefficient of attenuation of the neutron beam when passing through the surface of the composite material. The estimation of the basic characteristics of radiation protection during the passage of radiation in the material (weakening of the flux density of neutrons (0,1<E<5 MeV), attenuation of dose rate of neutron radiation). The dependence of the attenuation coefficient of neutron flux in the investigated composite material at the neutron energy of 0.1 MeV<E<5 MeV. At these energies, the neutrons are called fast and their contribution to the total cross section of interaction of neutrons with nuclei contribute to the process of potential elastic scattering and inelastic scattering. It is seen that when the neutron energy in the interval (0,1<E<5 MeV) the contribution of the hydrogen atoms in the attenuation coefficient of the neutron flux is greatest. In this paper we show high radiation resistance of the composite to neutron radiation.

нейтронное излучение композиционный материал коэффициент ослабления плотности потока нейтронов. neutron emission composite material the attenuation coefficient of the neutron flux

Композиционные материалы: Справочник / В.В. Васильев, В.Д. Протасов, В.В. Болотин и др.; Под общ. Ред. В.В. Васильева, Ю.М. Таронопольского. М.: Машиностроение, 1990. 512 с. Kompozitsionnye materialy: Spravochnik / V.V. Vasil´ev, V.D. Protasov, V.V. Bolotin i dr.; Pod obshch. Red. V.V. Vasil´eva, Yu.M. Taronopol´skogo. M.: Mashinostroenie, 1990. 512 s. Тарасов Д.Г. Оценка защитного эффекта и модель распределения быстрых электронов в полимерных радиационно-защитных композитах // Фундаментальные исследования. 2012. № 6-3. С. 674-677. Tarasov D.G. Otsenka zashchitnogo effekta i model´ raspredeleniya bystrykh elektronov v polimernykh radiatsionno-zashchitnykh kompozitakh. Fundamental´nye issledovaniya. 2012. № 6-3. S. 674-677. Гульбин В.Н., Колпаков Н.С., Горкавенко В.В., Чердынцев В.В. Разработка и исследование радио- и радиационно-защитных композиционных материалов // Наукоемкие технологии. 2015. Т. 16. № 5. С. 16-24. Gul´bin V.N., Kolpakov N.S., Gorkavenko V.V., Cherdyntsev V.V. Razrabotka i issledovanie radio- i radiatsionno-zashchitnykh kompozitsionnykh materialov. Naukoemkie tekhnologii. 2015. T. 16. № 5. S. 16-24. Чердынцев В.В., Бойков А.А. Термическая устойчивость полимерных нанокомпозитов на основе свехвысокомолекулярного полиэтилена и полисульфона // Интернет-журнал Науковедение. 2013. № 4 (17). С. 12. Cherdyntsev V.V., Boykov A.A. Termicheskaya ustoychivost´ polimernykh nanokompozitov na osnove svekhvysokomolekulyarnogo polietilena i polisul´fona. Internet-zhurnal Naukovedenie. 2013. № 4 (17). S. 12. Ястребинская А.В., Матюхин П.В., Павленко З.В., Карнаухов А.В., Черкашина Н.И. Использование гидридсодержащих композитов для защиты ядерных реакторов от нейтронного излучения // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015. № 12-6. С. 987-990. Yastrebinskaya A.V., Matyukhin P.V., Pavlenko Z.V., Karnaukhov A.V., Cherkashina N.I. Ispol´zovanie gidridsoderzhashchikh kompozitov dlya zashchity yadernykh reaktorov ot neytronnogo izlucheniya. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental´nykh issledovaniy. 2015. № 12-6. S. 987-990. Васильев Г.А. Водородсодержащие материалы для атомной энергетики // Международный научно-исследовательский журнал. 2014. № 11-2 (30). С. 10-13. Vasil´ev G.A. Vodorodsoderzhashchie materialy dlya atomnoy energetiki. Mezhdunarodnyy nauchno-issledovatel´skiy zhurnal. 2014. № 11-2 (30). S. 10-13. Казеев В.Г., Чернухин Ю.И., Невзоров В.А., Долгорукова А.Г. Термостойкий нейтронозащитный материал // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Материаловедение и новые материалы. 2013. № 1 (74). С. 133-146. Kazeev V.G., Chernukhin Yu.I., Nevzorov V.A., Dolgorukova A.G. Termostoykiy neytronozashchitnyy material. Voprosy atomnoy nauki i tekhniki. Seriya: Materialovedenie i novye materialy. 2013. № 1 (74). S. 133-146. Павленко В.И., Бондаренко Г.Г., Черкашина Н.И. Разработка нейтронно-защитных полимерных композитов на основе тонкомолотого гидрида титана //Перспективные материалы, 2016. № 7. С. 16-21. Pavlenko V.I., Bondarenko G.G., Cherkashina N.I. Razrabotka neytronno-zashchitnykh polimernykh kompozitov na osnove tonkomolotogo gidrida titana //Perspektivnye materialy, 2016. № 7. S. 16-21. 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., Kudryavtseva A.V. Zashchita ot ioniziruyushchikh izlucheniy. Spravochnik - 4-e izd., pererab. i dop. - M.: Energoatomizdat. - 1995. 496 s.