蒙特卡洛方法在紧凑式水泥固化装置屏蔽设计中的应用
2022-10-27曾宇峰滕柯延杨洪生张克新宋荟竹
核安全 2022年5期
关键词:剂量
曾宇峰,滕柯延,杨洪生,张克新,宋荟竹,彭 浩
(1.中核四川环保工程有限责任公司,广元 628000;2.生态环境部核与辐射安全中心,北京 100082)
紧凑式水泥固化装置相较于传统的水泥固化生产线,在处理少量、零星放射性废液上具有装置灵活、经济等优势[1]。为兼顾该装置轻便灵活和运行辐射安全的要求,需精确了解相应的辐射分布情况,精准推算屏蔽配置需求,从而促进优化辐射防护设计。
该装置运行时,辐射源处于一个动态变化的过程,非点源的辐射防护屏蔽计算公式都包含着特殊函数,需要查找特殊函数表或曲线,并加上反复试算才能确定,计算比较烦琐[2,3];且该装置集成于一个标准集装箱内,需要较为精确的计算,才能在有限的空间和重量范围内使辐射水平尽量降低。
蒙特卡罗方法是目前广泛使用的屏蔽计算方法,辐射屏蔽问题也是蒙特卡罗方法最早广泛应用的领域之一[4]。MCNP程序是一个通用几何、时间关联、中子-光子-电子联合输运的蒙特卡罗输运程序[5],是由美国洛斯阿拉莫斯国家实验室开发的。目前已有研究验证了蒙特卡罗方法用于辐射防护的模拟计算的可行性及准确性,并利用MCNP软件计算分析屏蔽体的尺寸及结构对辐射屏蔽的影响,但国内尚无针对紧凑式水泥固化装置运行时辐射分布及屏蔽设计的研究。
因此,本文应用蒙特卡罗(MCNP5)程序为紧凑式水泥固化装置建立了屏蔽计算模型,并对不同工况下人员工作区域的光子注量率、γ剂量率等做了详细计算,确定了工艺运行时,人员所受γ照射剂量率最大的工况。……
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