Eine mit Polyethylen abgeschirmte Americium-Beryllium-Quelle wurde bzgl. ihres schnellen und thermischen Neutronenfeldes sowie Photonenfeldes durch Messungen und Simulationen quantifiziert. Dafür wurden Strahlungsfeldgrößen wie spektrale Teilchenflussdichten, Teilchenflussdichten, UmgebungsÄquivalentdosisleistungen und Richtungs-Äquivalentdosisleistungen für die jeweiligen Felder in unterschiedlichen Abständen der Strahlungsquelle bestimmt. Die ermittelten Ergebnisse werden verwendet, um einen neuen Bestrahlungsstand als Referenzfeld für Neutronen und Photonen zu errichten.:Einleitung
1. Theoretische Grundlagen
1.1. Strahlungsfeldgrößen
1.1.1. Radiometrische Größen
1.1.2. Interaktionskoeffizienten
1.1.3. Dosimetrische Größen
1.1.4. Fluenz-zu-Dosis-Konversionskoeffizienten
1.2. Photonen
1.2.1. Wechselwirkung mit Materie
1.2.2. Nachweis durch Szintillationsdetektoren
1.3. Neutronen
1.3.1. Klassifizierung
1.3.2. Wechselwirkung mit Materie
1.3.3. Nachweis schneller Neutronen durch organische Szintillationsdetektoren
1.3.4. Nachweis thermischer Neutronen durch ³He-Zählrohre
1.4. Americium-Beryllium-Quellen
1.4.1. Neutronenerzeugung
1.4.2. Abschirmung
1.5. Detektoren
1.5.1. Szintillationsdetektoren
1.5.2. ³He-Zählrohre
1.6. Digitale Pulsverarbeitung
1.6.1. Pulsformdiskriminierung mit organischen Szintillationsdetektoren
1.7. Monte-Carlo-Strahlungstransportsimulationen
2. Geräte und Materialien
3. Methoden
3.1. Quantifizierung des schnellen Neutronenfeldes
3.1.1. PFD-unterstützte Flugzeitmethode
3.1.2. Einfache Entfaltungstechnik
3.2. Quantifizierung des thermischen Neutronenfeldes
3.3. Quantifizierung des Photonenfeldes
4. Messungen
4.1. Messung 1
4.2. Messung 2
4.3. Messung 3
4.4. Messung 4
4.5. Messung 5
4.6. Messung 6
4.7. Messung 7
4.8. Messung 8
4.9. Messung 9
4.10. Messung 10
5. Simulationen mit FLUKA
5.1. Nachmodellierung der Versuchsaufbauten
5.2. Nachbildung der Strahlungsfelder
5.2.1. Bestimmung der Korrekturfaktoren
5.3. Simulierte Größen
6. Ergebnisse
6.1. Quantifizierung des schnellen Neutronenfeldes
6.1.1. Strahlungsfeldgrößen mittels des Stilbendetektors
6.1.2. Strahlungsfeldgrößen mittels der Plausibilitätsmessungen
6.1.3. Strahlungsfeldgrößen mittels der FLUKA-Simulationen
6.2. Quantifizierung des thermischen Neutronenfeldes
6.2.1. Strahlungsfeldgrößen mittels des ³He-Zählrohrs
6.2.2. Strahlungsfeldgrößen mittels der FLUKA-Simulationen
6.3. Quantifizierung des Photonenfeldes
6.3.1. Strahlungsfeldgrößen mittels des CeBr₃-Detektors
6.3.2. Strahlungsfeldgrößen mittels der Plausibilitätsmessungen
6.3.3. Strahlungsfeldgrößen mittels der FLUKA-Simulationen
7. Diskussion
7.1. Quantifizierung des schnellen Neutronenfeldes
7.1.1. Spektrale Teilchenflussdichten
7.1.2. Umgebungs-Äquivalentdosisleistungen
7.2. Quantifizierung des thermischen Neutronenfeldes
7.2.1. Teilchenflussdichten
7.3. Quantifizierung des Photonenfeldes
7.3.1. Teilchenflussdichten der Photonen mit den Energien 511 keV, 2,2 MeV und 4,4 MeV
7.3.2. Umgebungs-Äquivalentdosisleistungen
7.3.3. Richtungs-Äquivalentdosisleistungen
8. Zusammenfassung
A. Bestimmte Strahlungsfeldgrößen
A.1. Schnelles Neutronenfeld
A.1.1. Spektrale Teilchenflussdichten
A.1.2. Umgebungs-Äquivalentdosisleistungen
A.2. Thermisches Neutronenfeld
A.2.1. Teilchenflussdichten
A.3. Photonenfeld
A.3.1. Teilchenflussdichten der Photonen mit den Energien 511 keV, 2,2 MeV und 4,4 MeV
A.3.2. Umgebungs-Äquivalentdosisleistungen
A.3.3. Richtungs-Äquivalentdosisleistungen
B. Zwischenergebnisse
B.1. Quantifizierung des schnellen Neutronenfeldes
B.1.1. Pulsladungshistogramme des Stilbendetektors für n₁-Neutronen
B.1.2. Anzahlen der Rückstoßprotonen
B.2. Quantifizierung des Photonenfeldes
B.2.1. Simulierte und gemessene Größen zur Bestimmung der Teilchenflussdichten der Photonen mit den Energien 511 keV, 2,2 MeV und 4,4 MeV / An americium-beryllium source shielded with polyethylene was quantified in regards to its fast and thermal neutron field, as well as its photon field via measurements and simulations. Therefore, radiation field quantities like spectral fluence rates, fluence rates, ambient dose rate equivalents and directional dose rate equivalents of the respective fields were determined in different distances from the radiation source. The produced results will be used for establishing a new irradiation workbench as reference field for neutrons and photons.:Einleitung
1. Theoretische Grundlagen
1.1. Strahlungsfeldgrößen
1.1.1. Radiometrische Größen
1.1.2. Interaktionskoeffizienten
1.1.3. Dosimetrische Größen
1.1.4. Fluenz-zu-Dosis-Konversionskoeffizienten
1.2. Photonen
1.2.1. Wechselwirkung mit Materie
1.2.2. Nachweis durch Szintillationsdetektoren
1.3. Neutronen
1.3.1. Klassifizierung
1.3.2. Wechselwirkung mit Materie
1.3.3. Nachweis schneller Neutronen durch organische Szintillationsdetektoren
1.3.4. Nachweis thermischer Neutronen durch ³He-Zählrohre
1.4. Americium-Beryllium-Quellen
1.4.1. Neutronenerzeugung
1.4.2. Abschirmung
1.5. Detektoren
1.5.1. Szintillationsdetektoren
1.5.2. ³He-Zählrohre
1.6. Digitale Pulsverarbeitung
1.6.1. Pulsformdiskriminierung mit organischen Szintillationsdetektoren
1.7. Monte-Carlo-Strahlungstransportsimulationen
2. Geräte und Materialien
3. Methoden
3.1. Quantifizierung des schnellen Neutronenfeldes
3.1.1. PFD-unterstützte Flugzeitmethode
3.1.2. Einfache Entfaltungstechnik
3.2. Quantifizierung des thermischen Neutronenfeldes
3.3. Quantifizierung des Photonenfeldes
4. Messungen
4.1. Messung 1
4.2. Messung 2
4.3. Messung 3
4.4. Messung 4
4.5. Messung 5
4.6. Messung 6
4.7. Messung 7
4.8. Messung 8
4.9. Messung 9
4.10. Messung 10
5. Simulationen mit FLUKA
5.1. Nachmodellierung der Versuchsaufbauten
5.2. Nachbildung der Strahlungsfelder
5.2.1. Bestimmung der Korrekturfaktoren
5.3. Simulierte Größen
6. Ergebnisse
6.1. Quantifizierung des schnellen Neutronenfeldes
6.1.1. Strahlungsfeldgrößen mittels des Stilbendetektors
6.1.2. Strahlungsfeldgrößen mittels der Plausibilitätsmessungen
6.1.3. Strahlungsfeldgrößen mittels der FLUKA-Simulationen
6.2. Quantifizierung des thermischen Neutronenfeldes
6.2.1. Strahlungsfeldgrößen mittels des ³He-Zählrohrs
6.2.2. Strahlungsfeldgrößen mittels der FLUKA-Simulationen
6.3. Quantifizierung des Photonenfeldes
6.3.1. Strahlungsfeldgrößen mittels des CeBr₃-Detektors
6.3.2. Strahlungsfeldgrößen mittels der Plausibilitätsmessungen
6.3.3. Strahlungsfeldgrößen mittels der FLUKA-Simulationen
7. Diskussion
7.1. Quantifizierung des schnellen Neutronenfeldes
7.1.1. Spektrale Teilchenflussdichten
7.1.2. Umgebungs-Äquivalentdosisleistungen
7.2. Quantifizierung des thermischen Neutronenfeldes
7.2.1. Teilchenflussdichten
7.3. Quantifizierung des Photonenfeldes
7.3.1. Teilchenflussdichten der Photonen mit den Energien 511 keV, 2,2 MeV und 4,4 MeV
7.3.2. Umgebungs-Äquivalentdosisleistungen
7.3.3. Richtungs-Äquivalentdosisleistungen
8. Zusammenfassung
A. Bestimmte Strahlungsfeldgrößen
A.1. Schnelles Neutronenfeld
A.1.1. Spektrale Teilchenflussdichten
A.1.2. Umgebungs-Äquivalentdosisleistungen
A.2. Thermisches Neutronenfeld
A.2.1. Teilchenflussdichten
A.3. Photonenfeld
A.3.1. Teilchenflussdichten der Photonen mit den Energien 511 keV, 2,2 MeV und 4,4 MeV
A.3.2. Umgebungs-Äquivalentdosisleistungen
A.3.3. Richtungs-Äquivalentdosisleistungen
B. Zwischenergebnisse
B.1. Quantifizierung des schnellen Neutronenfeldes
B.1.1. Pulsladungshistogramme des Stilbendetektors für n₁-Neutronen
B.1.2. Anzahlen der Rückstoßprotonen
B.2. Quantifizierung des Photonenfeldes
B.2.1. Simulierte und gemessene Größen zur Bestimmung der Teilchenflussdichten der Photonen mit den Energien 511 keV, 2,2 MeV und 4,4 MeV
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:85527 |
| Date | 24 May 2023 |
| Creators | Melzer, Vincent |
| Contributors | Straessner, Arno, Kormoll, Thomas, Technische Universität Dresden |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/updatedVersion, doc-type:masterThesis, info:eu-repo/semantics/masterThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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