МОДЕЛЮВАННЯ РАДІАЦІЙНОГО ЗАХИСТУ УСТАНОВКИ gaLS МЕТОДОМ МОНТЕ-КАРЛО За ДОПОМОГОЮ програми FLUKA

 

Дж. Дрноян¹, В.О. Желтоножський², В.І. Жеменік³, А.М. Саврасов², В.П. Хоменков²

 

¹ Об’єднаний інститут ядерних досліджень, Дубна, Росія

² Інститут ядерних досліджень НАН України, Київ, Україна

³ Інститут сцинтиляційних матеріалів НАН України, Харків, Україна

 

Існують три можливості для синтезу важких нейтронно-надлишкових ядер. Це реакції багатонуклонних передач, реакції злиття екстремально нейтронно-надлишкових радіоактивних ядер, і процес послідовного захоплення нейтронів. На сьогодні два останніх методи виглядають не практичними через низьку інтенсивність доступних радіоактивних пучків і низькі потоки нейтронів в існуючих ядерних реакторах. В роботі [1] було показано, що низькоенергетичні реакції багатонуклонних передач є найбільш доцільними для вивчення поки що не дослідженої «північно-східної» частини карти ядер. Вони можуть бути використані як для синтезу нових нейтронно-надлишкових ізотопів в області Z ~ 80, так і в області надважких мас.

Протягом останніх років в ЛЯР ОІЯД створюється  установка для вивчення реакцій багатонуклонних передач та одержаних в таких реакціях ізотопів [2]. Установка  GaLS (in Gas cell Laser ionization and Separation) базується на комбінованому методі сепарації, який полягає в зупинці ядер-продуктів у газі, їх подальшій резонансній лазерній іонізації та мас-сепарації.

Однією з важливих задач при створенні нової on-line установки є захист детекторів, а також детектуючої і керуючої електроніки від радіоактивного випромінювання, в першу чергу гамма і нейтронів. Для розрахунку захисту нами було проведено моделювання методом Монте-Карло з допомогою програми FLUKA [3,4] розподілу нейтронних і гамма-полів в фізкабіні ГаЛС при опроміненні мішені із ²⁰⁸Pb пучками важких іонів (до ¹³⁶Хе включно) з початковою енергією 6 – 10 МеВ/а. Розглянуто можливі варіанти розташування захисної бетонної стіни між мішенною камерою і зоною розташування детекторів. Оцінено ефективність виведення з мішенної камери залишкового пучка і зупинки його в спеціальному стопері, оточеному протирадіаційним захистом.  Виявилось, що для пучків порівняно легких іонів стопер дозволяє кратно зменшити радіаційний фон, але для більш важких іонів ефект від його використання падає, і для ¹³⁶Хе стопер вже не дає практично ніякого ефекту.

 

1.    V.І. Zagrebaev, W. Greiner. Phys. Rev. Lett. 101 (2008) 122701.

2.    S. Zemlyanoy et al. J. Phys.: Conf. Ser.724 (2016) 012057.

3.    T.T. Böhlen et al. Nuclear Data Sheets 120 (2014) 211-214.

4.    A. Ferrari et al. CERN-2005-10 (2005), INFN/TC_05/11, SLAC-R-773.