ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ КАДМИЯ В КАЧЕСТВЕ НЕЙТРОННО-ПОГЛОЩАЮЩЕГО ЭКРАНА ПРИ ЛЕГИРОВАНИИ КРЕМНИЯ В ЯДЕРНОМ РЕАКТОРЕ

Наличие градиента нейтронного поля в ядерном реакторе и требований по допустимому разбросу удельного электрического сопротивления по объему слитка кремния делает необходимым разработку облучательного устройства. Особенно, это актуально для слитков кремния большого размера. Одним из вариантов снижения градиента потока нейтронов по высоте слитка является применение нейтронно-поглощающих экранов в конструкции облучательного устройства. На реакторе ВВР-К в качестве нейтронно-поглощающего материала экрана применяется кадмий с природным изотопным составом. В работе приведены результаты исследования облучательного устройства с кадмиевым экраном. Показано влияние экрана из кадмия на нейтронно-физические характеристики облучательного устройства для легирования кремния.

1. Романова Н.К., Шаймерденов А.А., Гизатулин Ш.Х., Накипов Д.А., Чакров П.В., Кенжин Е.А. Обзор нейтронно-трансмутационного легирования кремния на исследовательских реакторах // Вестник НЯЦ РК. – 2017. – № 4(72). – С. 95–101.

2. Masao Komeda, Kozo Kawasaki, Toru Obara A new irradiation method with a neutron filter for silicon neutron transmutation doping at the Japan research reactor no.3 (JRR-3) // Applied Radiation and Isotopes. – 2013. – No. 74. – P. 70–77. https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2013.01.005

3. L. Desgranges, J. Escleine, P. Bienvenu, I. Roure, D. Gosset, et al.. A new methodology for studying neutron absorber materials first results with boron carbide // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. – 2017. – No. 432. – P. 42–47.

4. B.A. De Luna, D.A. Haas, D.C. Barron, E.J. Artnak, Design of an in-core fission-spectrum neutron irradiation facility with pneumatic sample transfer at a research reactor // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. – 2020. – No. 957. – P. 163292. https://doi.org/10.1016/j.nima.2019.163292

5. N. Romanova, Sh. Gizatulin, D. Dyussambayev, A. Shaimerdenov, M. Aitkulov and Ye. Kenzhin Calculated and experimental studies at critical facility in view of development of a technology for neutron transmutation doping of a large size silicon specimen in WWR-K reactor // Journal of Physics: Conf. Series. – 2018. – No. 1115. – P. 1–6. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1115/3/032052

6. Ota A., Aitkulov M., Dyussambayev D., Gizatulin Sh., Kenzhin Ye., Kanazawa H., Romanova N., Shaimerdenov A., Kawamura H. Study of the axial neutron flux distribution in the irradiation device with a cadmium-screen // Proceedings of International forum “Nuclear Science and Technologies”, 24–27 June, 2019, Almaty, Kazakhstan, p. 136.

7. A. Ота, М. Айткулов, Д. Дюсамбаев, Ш. Гизатулин, Е. Кенжин, Х. Каназава, Н. Романова, А. Шаймерденов, Х. Кавамура Исследование высотного распределения плотности потока нейтронов в облучательном устройстве с кадмиевым экраном // Вестник НЯЦ РК. – 2019. – № 4. – С. 34–37.

8. Nuclear Data Center of KAERI, 2020. http://atom.kaeri.re.kr/ (accessed 23 August 2021).

9. Аринкин Ф.М., Шаймерденов А.А., Гизатулин Ш.Х., Дюсамбаев Д.С., Колточник С.Н., Чакров П.В., Чекушина Л.В. Конверсия активной зоны исследовательского реактора ВВР-К // Атомная энергия. – 2017. – № 123. – С. 15–20. https://doi.org/10.1007/s10512-017-0294-0

10. Шаймерденов А.А., Накипов Д.А., Аринкин Ф.М., Гизатулин Ш.Х., Чакров П.В., Кенжин Е.А. 50 лет исследовательскому реактору ВВР-К // Ядерная физика и инжиниринг. – 2017. – № 5. – С. 413–418.

11. A. A. Shaimerdenov, D. A. Nakipov, F. M. Arinkin, Sh. Kh. Gizatulin, P. V. Chakrov, and Ye. A. Kenzhin The 50th Anniversary of the WWR-K Research Reactor // Physics of Atomic Nuclei. – 2018. – No. 81. – P. 1408– 1411. https://doi.org/10.1134/S1063778818100162

12. А. А. Шаймерденов, Ф.М. Аринкин, Ш.Х. Гизатулин, Д.С. Дюсамбаев, С.Н. Колточник, П.В. Чакров, Л.В. Чекушина, И.В. Шаманин Пуск и нейтронно-физические характеристики критического стенда РГП «Институт ядерной физики» РК с низкообогащенной активной зоной // Альтернативная энергетика и экология, № 23 (187), стр. 51–59, – Саров, Россия – 2015.

13. Гуревич М.И., Шкаровский Д.А. Расчет переноса нейтронов методом Монте-Карло по программе MCU: Учебное пособие. Москва: Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ; 2012. 154 с.

14. Abagyan L.P., Glushkov А.Е., Yudkevich M.S. The MCU-REA program with the DLC/MCUDAT 2.1. Nuclear data library DLC/MCUDAT 2.1: report RNC “Kurchatov Institute” Moscow, Russia, 1998. – 1–24 p. – Inv. No. 36/5-98.

15. Романова Н.К., Д. C. Сайранбаев, А. Ота, Х. Кавамура, Х. Каназава Расчётные исследования выгорания экрана из кадмия при его длительном использовании для нейтронного легирования кремния // Анищик В.М., Материалы 13-й Межд. конф. ВИТТ-2019, Минск: Издательский центр БГУ, 2019, С. 548–551