Оценка вклада рассеянного ионизирующего излучения в показания дозиметра при измерениях в низкофоновой камере

  • Алексей Александрович Загороднюк Атомтех, ул. Гикало, 5, 220005, г. Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0003-2806-0817
  • Роман Васильевич Лукашевич Атомтех, ул. Гикало, 5, 220005, г. Минск, Беларусь
DOI: https://doi.org/10.33581/2520-2243-2022-1-98-108

Аннотация

С помощью моделирования Монте-Карло оценен вклад ионизирующего гамма-излучения, рассеянного на конструкционных материалах, в суммарную мощность дозы при измерениях в низкофоновой камере. В компьютерной программе Fluka создана модель низкофоновой камеры и размещенных в ней сцинтилляционного дозиметрического блока детектирования БДКГ-05К и точечного источника гамма-излучения с радионуклидом 137Cs. Доля рассеянного излучения рассчитана путем сравнения модельных показаний прибора при измерении мощности дозы внутри низкофоновой камеры с модельными показаниями прибора при измерении мощности дозы в вакууме (в последнем случае рассеянное излучение отсутствует). Моделирование выполнено для двух положений прибора относительно источника (на расстоянии 30 и 100 см). Установлено, что максимальный вклад рассеянного излучения в мощность дозы достигает 38 %. Для минимизации вклада рассеянного излучения в мощность дозы использована конструкция в виде коллиматора, внутри которого располагается источник. Дополнительно исследована зависимость мощности дозы, формируемой рассеянным излучением, от конструктивных особенностей коллиматора. Показано, что использование коллиматора позволяет снизить вклад рассеянного излучения до 3 %. Цель работы – оценка доли рассеянного излучения и расчет оптимальной конструкции коллиматора, при которой вклад рассеянного излучения в суммарную мощность дозы будет минимальным.

Биографии авторов

Алексей Александрович Загороднюк, Атомтех, ул. Гикало, 5, 220005, г. Минск, Беларусь

инженер 2-й категории сектора дозиметрии

Роман Васильевич Лукашевич, Атомтех, ул. Гикало, 5, 220005, г. Минск, Беларусь

начальник сектора дозиметрии

Литература

  1. Hassan NM, Kim YJ, Jang J, Chang BU, Chae JS. Comparative study of precise measurements of natural radionuclides and radiation dose using in situ and laboratory γ-ray spectroscopy techniques. Scientific Reports. 2018;8(1):14115. DOI: 10.1038/s41598-018-32220-9.
  2. Shahbazi-Gahrouei D, Gholami M, Setayandeh S. A review on natural background radiation. Advanced Biomedical Research. 2013;2(3):65. DOI: 10.4103/2277-9175.115821.
  3. Cinelli G, Gruber V, De Felice L, Bossew P, Hernandez-Ceballos MA, Tollefsen T, et al. European annual cosmic-ray dose: estimation of population exposure. Journal of Maps. 2017;13(2):812–821. DOI: 10.1080/17445647.2017.1384934.
  4. Lukashevich R, Verhusha Y, Guzov V, Kozemyakin V. Application scintillation comparators for calibration low intense gamma radiation fields by dose rate in the range of 0.03–0.1 µSv/h. In: Korzhik M, Gektin A, editors. Engineering of scintillation materials and radiation technologies. Selected articles of ISMART2018. Cham: Springer; 2019. p. 221–235 (Springer proceedings in physics; volume 227). DOI: 10.1007/978-3-030-21970-3_16.
  5. Battistoni G, Boehlen T, Cerutti F, Chin PW, Esposito LS, Fassò A, et al. Overview of the FLUKA code. Annals of Nuclear Energy. 2015;82:10–18. DOI: 10.1016/j.anucene.2014.11.007.
  6. Zaharadniuk AA, Lukashevich RV, Syankovsky KG, Novichenko AV. A modified method for correcting instrumental spectrum of high hurity germanium detector. ANRI. 2020;4:14–28. Russian. DOI: 10.37414/2075-1338-2020-103-4-14-28.
  7. Salgado CM, Brandão LEB, Schirru R, Pereira CMNA, Conti CC. Validation of a NaI(Tl) detector’s model developed with MCNP-X code. Progress in Nuclear Energy. 2012;59:19–25. DOI: 10.1016/j.pnucene.2012.03.006.
  8. Zaharadniuk AA, Korneyev SV. Development of a germanium detector computer model and obtaining model spectra of standard uranium U3O8 SRM-969 samples. Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Рhysical-technical series. 2017;3:92–100. Russian.
  9. X-5 Monte Carlo Team. MCNP – a general Monte Carlo N-particle transport code, version 5. Volume 1. Overview and theory [Internet]. Los Alamos: Los Alamos National Laboratory; 2003 April 24 [cited 2021 August 3]. Report No. LA-UR-03-1987. Available from: https://mcnp.lanl.gov/pdf_files/la-ur-03-1987.pdf.
  10. Lukashevich RV, Fokov GA. Application of the spectrometric method for calculating the dose rate for creating calibration highly sensitive instruments based on scintillation detection units. Devices and Methods of Measurements. 2017;8(3):246–253. Russian. DOI: 10.21122/2220-9506-2017-8-3-246-253.
  11. Attix FH. Introduction to radiological physics and radiation dosimetry. Weinheim: Wiley-VCH; 1986. 624 p. DOI: 10.1002/9783527617135.
Опубликован
2022-01-27
Ключевые слова: моделирование Монте-Карло, Fluka, низкофоновая камера, ионизирующее излучение, дозиметрия, рассеянное излучение
Как цитировать
Загороднюк, А. А., & Лукашевич, Р. В. (2022). Оценка вклада рассеянного ионизирующего излучения в показания дозиметра при измерениях в низкофоновой камере. Журнал Белорусского государственного университета. Физика, 1, 98-108. https://doi.org/10.33581/2520-2243-2022-1-98-108
Выпуск
№ 1 (2022): Журнал Белорусского государственного университета. Физика
Раздел
Физика дозиметрии облучения

Copyright (c) 2022 Журнал Белорусского государственного университета. Физика

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).