In factories handling fissile materials, criticality accidents can occur. The CAAS-3S system produced by Mirion Technologies includes a range of equipment to detect these accidents and alert employees to evacuate the facility and protect their health. The system consists of four types of plastic scintillation detectors. To determine the potential locations of the detectors and to ensure that the system detects all criticality accidents, Mirion Technologies is conducting positioning studies. These studies simulate criticality accidents using the Monte Carlo based code MCNP. Mirion Technologies would like to develop an MCNP model of these probes to build a response function to predict the experimental stress of the probes. Furthermore, during a criticality accident, the ambient temperature may increase significantly and the system must be able to detect an accident during a temperature rise without generating a false alarm. The CAAS-3S system includes a temperature correction. This master thesis has demonstrated that the temperature correction was able to trigger the alarm without generating false alarms for temperatures up to 70°C. MCNP models of the four probes of the system have been designed. It appeared that the energy rate deposited in the gamma scintillator calculated numerically by MCNP allowed to predict the experimental voltage during irradiation under photon radiation. In the case of neutron irradiation it has been proven that the reaction rate (n,alpha) on lithium contained in the scintillation matrix allows to predict the experimental voltage without having to simulate the alpha particles, thus reducing the calculation time. Correlation coefficients based on experimental results and numerical simulations have been determined for several incident particle energies in order to create a probe response function. / I fabriker som hanterar klyvbart material kan kriticitetsolyckor inträffa. CAAS-3S-systemet som tillverkas av Mirion Technologies innehåller en rad olika utrustningar för att upptäcka dessa olyckor och varna de anställda så att de kan evakuera anläggningen och skydda sin hälsa. Systemet består av fyra typer av plastsintillationsdetektorer. För att fastställa de potentiella platserna för detektorerna och för att se till att systemet upptäcker alla kriticitetsolyckor genomför Mirion Technologies positioneringsstudier. I dessa studier simuleras kritiska olyckor med hjälp av den Monte Carlo-baserade koden MCNP. Mirion Technologies skulle vilja utveckla en MCNP-modell av dessa sonder för att bygga upp en responsfunktion för att förutsäga den experimentella belastningen på sonderna. Under en kritisk olycka kan dessutom omgivningstemperaturen öka avsevärt och systemet måste kunna upptäcka en olycka under en temperaturökning utan att generera ett falsklarm. CAAS-3S-systemet innehåller en temperaturkorrigering. I detta examensarbete har det visats att temperaturkorrigeringen kunde utlösa larmet utan att generera falska larm för temperaturer upp till 70 °C. MCNP-modeller av systemets fyra prober har utformats. Det visade sig att den energihastighet som deponeras i gammascintillatorn, som beräknats numeriskt med MCNP, gjorde det möjligt att förutsäga den experimentella spänningen under bestrålning med fotonstrålning. Vid neutronbestrålning gör reaktionshastigheten (n,alfa) på litium i scintillationsmatrisen det möjligt att förutsäga den experimentella spänningen utan att simulera alfapartiklarna, vilket minskar beräkningstiden. Korrelationskoefficienter baserade på experimentella resultat och numeriska simuleringar har bestämts för flera energier av infallande partiklar för att skapa en sonderesponsfunktion.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-311657 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Guermond, Clément |
| Publisher | KTH, Fysik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2022:032 |
Page generated in 0.3389 seconds