Дослідження різних видів бетонів для біологічного захисту контейнерів HI-STORM від фотонного випромінювання
A new composite material for radiation protection against photon radiation based on heavy concrete reinforced with basalt boron fiber is presented. It can be used in the biological protection of HI‑STORM casks for the storage of spent nuclear fuel. The passage of photon radiation in this material wa...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
State Scientific and Technical Center for Nuclear and Radiation Safety
2023
|
| Онлайн доступ: | https://nuclear-journal.com/index.php/journal/article/view/1015 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Nuclear and Radiation Safety |
Репозитарії
Nuclear and Radiation Safety| id |
oai:ojs2.nuclear-journal.com:article-1015 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Nuclear and Radiation Safety |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| format |
Article |
| author |
Romanenko, I. Trofymenko, O. Nosovskyi, А. |
| spellingShingle |
Romanenko, I. Trofymenko, O. Nosovskyi, А. Дослідження різних видів бетонів для біологічного захисту контейнерів HI-STORM від фотонного випромінювання |
| author_facet |
Romanenko, I. Trofymenko, O. Nosovskyi, А. |
| author_sort |
Romanenko, I. |
| title |
Дослідження різних видів бетонів для біологічного захисту контейнерів HI-STORM від фотонного випромінювання |
| title_short |
Дослідження різних видів бетонів для біологічного захисту контейнерів HI-STORM від фотонного випромінювання |
| title_full |
Дослідження різних видів бетонів для біологічного захисту контейнерів HI-STORM від фотонного випромінювання |
| title_fullStr |
Дослідження різних видів бетонів для біологічного захисту контейнерів HI-STORM від фотонного випромінювання |
| title_full_unstemmed |
Дослідження різних видів бетонів для біологічного захисту контейнерів HI-STORM від фотонного випромінювання |
| title_sort |
дослідження різних видів бетонів для біологічного захисту контейнерів hi-storm від фотонного випромінювання |
| title_alt |
Research of Different Concrete Types for Biological Protection of HI-STORM Casks against Photon Radiation |
| description |
A new composite material for radiation protection against photon radiation based on heavy concrete reinforced with basalt boron fiber is presented. It can be used in the biological protection of HI‑STORM casks for the storage of spent nuclear fuel. The passage of photon radiation in this material was simulated using the Serpent Monte Carlo code. Two cases are considered. In the first case, two types of heavy concrete were studied: concrete with granite aggregate and concrete with basalt aggregate. Two types of basalt-boron fiber with different concentrations of boron oxide were added to concrete with granite rubble. The first type of basalt fiber contains 5% of B2O3 mass and 95% of basalt mass. The second type of basalt fiber contains 10% of B2O3 and 90% of basalt. From 1 kg to 20 kg of basalt-boron fiber were added to 1 m3 of concrete with granite rubble. The Monte Carlo method was used to simulate the radiation absorption of neutrons and the subsequent formation and passage of photons through the concrete of the biological protection for the HI-STORM cask.
The protective properties of concrete with the addition of basalt fiber and different mass content of boron oxide (5% and 10%) were analyzed.
Modified concrete compositions have more advantages compared to ordinary concrete. It has been demonstrated that in order to improve the protective properties against photon radiation, it is advisable to add a filler with a higher density to concrete. In addition, basalt-boron fiber proposed as a composite material has significant potential and can be used in nuclear power to improve the protective properties of the biological protection for spent nuclear fuel storage casks. |
| publisher |
State Scientific and Technical Center for Nuclear and Radiation Safety |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://nuclear-journal.com/index.php/journal/article/view/1015 |
| work_keys_str_mv |
AT romanenkoi researchofdifferentconcretetypesforbiologicalprotectionofhistormcasksagainstphotonradiation AT trofymenkoo researchofdifferentconcretetypesforbiologicalprotectionofhistormcasksagainstphotonradiation AT nosovskyia researchofdifferentconcretetypesforbiologicalprotectionofhistormcasksagainstphotonradiation AT romanenkoi doslídžennâríznihvidívbetonívdlâbíologíčnogozahistukontejnerívhistormvídfotonnogovipromínûvannâ AT trofymenkoo doslídžennâríznihvidívbetonívdlâbíologíčnogozahistukontejnerívhistormvídfotonnogovipromínûvannâ AT nosovskyia doslídžennâríznihvidívbetonívdlâbíologíčnogozahistukontejnerívhistormvídfotonnogovipromínûvannâ |
| first_indexed |
2024-09-01T17:41:39Z |
| last_indexed |
2024-09-01T17:41:39Z |
| _version_ |
1809016421949112320 |
| spelling |
oai:ojs2.nuclear-journal.com:article-10152023-07-18T06:41:01Z Research of Different Concrete Types for Biological Protection of HI-STORM Casks against Photon Radiation Дослідження різних видів бетонів для біологічного захисту контейнерів HI-STORM від фотонного випромінювання Romanenko, I. Trofymenko, O. Nosovskyi, А. A new composite material for radiation protection against photon radiation based on heavy concrete reinforced with basalt boron fiber is presented. It can be used in the biological protection of HI‑STORM casks for the storage of spent nuclear fuel. The passage of photon radiation in this material was simulated using the Serpent Monte Carlo code. Two cases are considered. In the first case, two types of heavy concrete were studied: concrete with granite aggregate and concrete with basalt aggregate. Two types of basalt-boron fiber with different concentrations of boron oxide were added to concrete with granite rubble. The first type of basalt fiber contains 5% of B2O3 mass and 95% of basalt mass. The second type of basalt fiber contains 10% of B2O3 and 90% of basalt. From 1 kg to 20 kg of basalt-boron fiber were added to 1 m3 of concrete with granite rubble. The Monte Carlo method was used to simulate the radiation absorption of neutrons and the subsequent formation and passage of photons through the concrete of the biological protection for the HI-STORM cask. The protective properties of concrete with the addition of basalt fiber and different mass content of boron oxide (5% and 10%) were analyzed. Modified concrete compositions have more advantages compared to ordinary concrete. It has been demonstrated that in order to improve the protective properties against photon radiation, it is advisable to add a filler with a higher density to concrete. In addition, basalt-boron fiber proposed as a composite material has significant potential and can be used in nuclear power to improve the protective properties of the biological protection for spent nuclear fuel storage casks. Описано новий композитний матеріал для радіаційного захисту від фотонного випромінювання на основі важкого бетону, армованого базальт-борною фіброю, який може бути застосований у біологічному захисті контейнерів HI-STORM для зберігання відпрацьованого ядерного палива. Виконано моделювання проходження фотонного випромінювання в цьому матеріалі за допомогою Монте-Карло коду Serpent. Розглянуто два процеси. Перший процес – проходження первинних фотонів у бетоні біологічного захисту від гомогенізованого джерела випромінювання фотонів відпрацьованого ядерного палива. Другий процес – визначення вторинних фотонів, що утворилися внаслідок поглинання та непружного розсіювання первинних нейтронів у бетоні біологічного захисту від гомогенізованого джерела випромінювання. У першому та другому процесах досліджувалися два типи важкого бетону: бетон з гранітним щебнем та бетон з базальтовим щебнем. До бетону з гранітним щебнем додавалися два типи базальт-борної фібри з різними концентраціями оксиду бору. Перший тип базальтової фібри містить 5 % маси B2O3 і 95 % маси базальту. Другий тип базальтової фібри містить 10 % B2O3 і 90 % базальту. На один метр кубічний бетону з гранітним щебнем додавалося від 1 кг до 20 кг базальт-борної фібри. Методом Монте-Карло виконано моделювання процесу радіаційного поглинання нейтронів з подальшим утворенням та проходженням фотонів через бетон біологічного захисту контейнера HI-STORM. Проаналізовано захисні властивості бетону з додаванням базальтової фібри та різним масовим вмістом оксиду бору (5 % і 10 %). Модифіковані склади бетону мають більше переваг порівняно зі звичайним бетоном. Продемонстровано, що для покращення захисних властивостей від фотонного випромінювання в бетон доцільно додавати наповнювач з більшою густиною. Також запропонована, як композитний матеріал, базальт-борна фібра, яка має значний потенціал та може бути використана в атомній енергетиці для покращення захисних властивостей біологічного захисту контейнерів зберігання відпрацьованого ядерного палива. State Scientific and Technical Center for Nuclear and Radiation Safety 2023-06-26 Article Article application/pdf https://nuclear-journal.com/index.php/journal/article/view/1015 10.32918/nrs.2023.2(98).04 Nuclear and Radiation Safety; No 2(98) (2023): Nuclear and Radiation Safety; 44-52 Ядерна та радіаційна безпека; № 2(98) (2023): Ядерна та радіаційна безпека; 44-52 2073-6231 uk https://nuclear-journal.com/index.php/journal/article/view/1015/752 Авторське право (c) 2023 I. Romanenko |