Sicherheitstechnik im Wandel nuklearer Systeme: Strahlenschutz bei Spallationsneutronenquellen und Transmutationsanlagen
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|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Jülich
Forschungszentrum, Zentralbibliothek
2009
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| Schriftenreihe: | Schriften des Forschungszentrums Jülich
Reihe Energie & Umwelt ; Bd. 40 |
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INHALTSVERZEICHNIS
1
SICHERHEITSWISSENSCHAFT
UND
NUKLEARE
SICHERHEITSTECHNIK
1
1.1
EINORDNUNG
DES
STRAHLENSCHUTZES
IN
DIE
SICHERHEITSTECHNIK
.
2
1.2
URSPRUENGE
IN
DER
KERNTECHNIK
DES
20.
JAHRHUNDERTS
.
5
1.3
AUFBRUCH
INS
21.
JAHRHUNDERT
.
6
HOCHTEMPERATURREAKTOR
.
6
FUSIONSREAKTOREN
.
6
BESCHLEUNIGERGETRIEBENE
SYSTEME
.
6
1.4
STRAHLENUNFAELLE
ZWISCHEN
1944
UND
2003
.
8
2
BESCHLEUNIGERGETRIEBENE
SYSTEME
13
2.1
TEILCHENBESCHLEUNIGER
.
13
2.1.1
DER
LINARBESCHLEUNIGER
.
14
2.1.2
DAS
ZYKLOTRON
.
16
2.1.3
DAS
SYNCHROTRON
.
17
2.1.4
FIXED
FIELD
ALTERNATING
GRADIENT
SYNCHROTRON
.
17
2.2
SPALLATIONSNEUTRONENQUELLEN
.
19
2.3
SUBKRITISCHE
SYSTEME
ZUR
TRANSMUTATION
UND
ENERGIEERZEUGUNG
.
23
3
NEUE
ANFORDERUNGEN
AN
DEN
STRAHLENSCHUTZ
29
3.1
QUELLTERME
DER
PRIMAER
UND
SEKUNDAERTEILCHEN
.
29
3.2
INDUZIERTE
RADIOAKTIVITAET
.
31
3.3
ABSCHIRMUNG
HOCHENERGETISCHER
NEUTRONENSTRAHLEN
.
33
3.4
ENERGIEDEPOSITION
IN
HOCHLEISTUNGSTARGETS
.
35
4
WECHSELWIRKUNGSMECHANISMEN
VON
TEILCHEN
MIT
MATERIE
37
4.1
GRUNDLAGEN
DER
SPALLATIONSPHYSIK
.
37
4.2
WECHSELWIRKUNG
VON
NEUTRONEN
MIT
MATERIE
.
39
WECHSELWIRKUNG
RELATIVISTISCHER
NEUTRONEN
E 20
MEV
.
.
40
VI
INHALTSVERZEICHNIS
WECHSELWIRKUNG
SCHNELLER
NEUTRONEN
4
EV E 20
MEV
.
.
41
WECHSELWIRKUNG
THERMISCHER
UND
SUBTHERMISCHER
NEUTRO
NEN
E 4
EV
.
41
4.3
WECHSELWIRKUNG
VON
GELADENEN
TEILCHEN
MIT
MATERIE
BIS
CA.
20
MEV
.
42
4.4
WECHSELWIRKUNG
VON
PHOTONEN
MIT
MATERIE
.
43
5
MODERNE
METHODEN
IM
NUMERISCHEN
STRAHLENSCHUTZ
45
5.1
TERMINOLOGIE
IN
DER
STRAHLENPHYSIK
.
46
TEILCHENFLUSSDICHTE
.
46
TEILCHENFLUENZ
.
47
5.2
PHYSIKALISCHE
GRUNDLAGE
DES
STRAHLUNGSTRANSPORTES
.
48
5.3
DETERMINISTISCHE
VERFAHREN
SN
METHODE
.
49
5.3.1
DAS
DOORS
SYSTEM
.
50
5.4
STOCHASTISCHE
VERFAHREN
MONTE-CARLO
METHODE
.
51
5.4.1
ERWEITERUNG
ZU
HOEHEREN
ENERGIEN
20
MEV
.
51
5.4.2
ERWEITERUNG
ZU
NIEDRIGEREN
ENERGIEN
1
MEV
.
53
5.4.3
VIRTUELLER
DETEKTOREN
.
54
5.4.4
MONTE-CARLO
PROGRAMMSYSTEME
.
55
DAS
PROGRAMMSYSTEM
HERMES
.
58
DIE
PROGRAMMSYSTEME
LCS,
MCNP
UND
MCNPX
.
59
DAS
PROGRAMMSYSTEM
PHITS
.
60
5.5
GEKOPPELTE
BERECHNUNGSVERFAHREN
.
61
5.6
SEMI-EMPIRISCHE
BERECHNUNGSVERFAHREN
.
62
DAS
MOYER-MODELL
.
62
DAS
PROGRAMM
CASL
.
65
DAS
PROGRAMM
BULK-I
.
66
DAS
PROGRAMM
DUCT-III
.
67
DAS
PROGRAMM
SKYDOSE
.
68
6
BEURTEILUNG
DER
VORHERSAGEKRAFT
VON
RECHENVERFAHREN
ZUM
STRAH
LUNGSTRANSPORT
70
6.1
QUELLTERME
VON
NEUTRONEN
UND
GELADENEN
TEILCHEN
.
70
6.1.1
VALIDIERUNG
DOPPELT
DIFFERENTIELLER
NEUTRONEN
PRODUKTIONSWIRKUNGSQUERSCHNITTE
.
71
6.1.2
VALIDIERUNG
DER
NEUTRONENMULTIPLIZITAET
.
75
6.2
ENERGIEDEPOSITION
IN
SPALLATIONSTARGETS
.
79
6.3
VALIDIERUNG
DES
NEUTRONENTRANSPORTES
IN
KOMPLEXEN
GEOMETRIEN
.
85
INHALTSVERZEICHNIS
VII
7
LOESUNG
AUSGEWAEHLTER
PROBLEME
IM
PRAKTISCHEN
STRAHLENSCHUTZ
NUKLEARER
SYSTEME
MIT
HILFE
NUMERISCHER
VERFAHREN
95
7.1
ORTSDOSISLEISTUNG
UND
AKTIVIERUNG
96
7.1.1
GRUNDLAGEN
DER
ORTSDOSISLEISTUNGSBERECHNUNG
.
96
7.1.2
ORTSDOSISLEISTUNG
DER
PRIMAEREN
STRAHLUNG
.
98
ORTSDOSISLEISTUNG
AUFGRUND
DES
NEUTRONENFELDES
.
98
ORTSDOSISLEISTUNG
AUFGRUND
DES
PHOTONENFELDES
.
100
7.1.3
INDUZIERTE
RADIOAKTIVITAET
.
101
FLUESSIGMETALLTARGET
.
104
MODERATORSYSTEM
.
109
STRAHLVERSCHLUESSE
.
111
7.2
AUSLEGUNG
EINER
ABSCHIRMUNG
.
114
7.2.1
ALLGEMEINE
GRUNDLAGEN
ZUR
ABSCHIRMUNG
.
114
7.2.2
ABSCHIRMUNG
EINES
NEUTRONENLEITERS
AM
BEISPIEL
EINES
FORSCHUNGSREAKTORS
UND
EINER
SPALLATIONSNEUTRONENQUELLE
.
117
BEISPIEL
FORSCHUNGSREAKTOR
.
117
BEISPIEL
SPALLATIONSNEUTRONENQUELLE
.
122
7.2.3
VERGLEICH
ZWISCHEN
SW-UND
MONTE-CARLO-METHODE
.
131
7.2.4
ABSCHIRMUNG
EINER
TARGETSTATION
.
133
7.2.5
DAS
SKYSHINE
PROBLEM
.
138
7.2.6
REALISIERUNG
VON
ABSCHIRMUNGEN
AN
SPALLATIONSNEUTRONEN
QUELLEN
.
141
8
SICHERHEITSTECHNISCHE
BEWERTUNG
UND
KONZEPTE
AUSGEWAEHLTER
KAPITEL
DES
STRAHLEN
UND
ARBEITSCHUTZES
143
8.1
SICHERHEITSWISSENSCHAFTLICHE
TERMINOLOGIE
IM
ZUSAMMENHANG
MIT
DEM
STRAHLENSCHUTZ
.
143
8.2
BEURTEILUNG
DER
QUELLTERME
VON
SPALLATIONSQUELLEN
.
146
8.3
KALTE
QUELLEN
.
147
8.4
MATERIALVERHALTEN
UNTER
HOHER
STRAHLENBELASTUNG
.
149
MATERIALBELASTUNG
IM
TARGET
.
150
MATERIALSCHAEDIGUNG
IM
MODERATOR
.
152
8.5
KAVITATIONSEROSION
IN
KURZGEPULSTEN
TARGETS
.
154
8.6
BEWERTUNG
DER
RADIOTOXIZITAET
EINES
QUECKSILBERTARGETS
.
159
DAS
210
PO-PROBLEM
.
162
8.7
TRANSMUTATION
ABGEBRANNTER
BRENNELEMENTE
AUS
LEISTUNGSREAKTOREN
164
8.8
REAKTIVITAETSTRANSIENTEN
IN
SUBKRITISCHEN
ANORDNUNGEN
.
166
VIII
INHALTSVERZEICHNIS
9
SICHERHEITSANALYSE
VON
BESCHLEUNIGERGETRIEBENEN
SYSTEMEN
171
9.1
PRIMAERGEFAHRENANALYSE
UND
"
FIRST
PRINCIPLES
"
.
171
9.2
INTEGRATION
DER
SICHERHEITSTECHNIK
.
173
10
SICHERHEITSPHILOSOPHIE
BEI
BESCHLEUNIGERGETRIEBENEN
SYSTEMEN
175
10.1
GRUNDPRINZIPIEN
NUKLEARER
SICHERHEITSTECHNIK
.
177
DAS
ALARA-PRINZIP
.
177
DAS
BARRIERENPRINZIP
.
178
DIE
REDUNDANZ
.
179
DIE
INHAERENZ
.
179
10.2
GEFAEHRDUNGEN
DURCH
IONISIERENDE
STRAHLEN
.
180
10.2.1
EXTERNE
STRAHLENEXPOSITION
.
180
10.2.2
INTERNE
STRAHLENEXPOSITIONEN
.
181
11
ZUSAMMENFASSUNG
183
EIN
BLICK
IN
DIE
ZUKUNFT
.
185
LITERATURVERZEICHNIS
188
VERZEICHNIS
DER
ABBILDUNGEN
UND
TABELLEN
205 |
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