Các mẫu rêu dùng trong phân tích INAA được chiếu xạ tại hai kênh Ch1 và
Ch2 trong lò hạt nhân IBR- 2. Lò phản ứng hạt nhân IBR-2 thuộc Viện JINR là lò phản ứng loại xung và là một trong những nguồn nơtron mạnh trên thế giới.
72
Hình 3.11. Sơ đồ khối của lò phản ứng hạt nhân IBR2 – JINR. Các tham sốcơ bản của lò phản ứng IBR-2:
- Công suất trung bình: 2 MW; Công suất khi có xung: 1850 MW. - Nhiên liệu PuO2; Số bó nhiên liệu: 69.
- Tốc độ lặp lại xung: 5 Hz.
- Độ rộng xung: Nơtron nhanh: 240 μs; Nơtron nhiệt: 340 μs.
- Tốc độ quay: Khối phản xạ chính: 600 vòng.phút-1; Khối phản xạ phụ: 300 vòng.phút-1.
- Mật độ thông lượng nơtron ở bề mặt của khối làm chậm: Khi không có xung: 1013 n.cm-2.s-1; Khi có xung: 1016 n.cm-2.s-1
Lò phản ứng hạt nhân IBR-2 thuộc loại lò phản ứng hạt nhân phát nơtron theo xung. Lĩnh vực áp dụng chính lò phản ứng hạt nhân này là khoa học vật liệu và phân tích kích hoạt nơtron. Lò phản ứng hạt nhân IBR-2 có thể tích vùng hoạt là 22 lít và chất tải nhiệt trong vùng hoạt là Na lỏng. Nhiên liệu ôxít plutoni
được đặt trong các viên nhiên liệu có dạng hình trụ làm bằng thép không gỉ với
đường kính bằng 8,6 mm. Bề dày của lớp thép của viên nhiên liệu là 0,45 mm. Chiều dài hoạt của mỗi viên là 445 mm còn chiều dài tổng cộng của mỗi viên là 780 mm. Các viên nhiên liệu được đặt cách nhau bởi dây có đường kính 0,5 mm
được quấn theo dạng xoắn ốc. Các viên nhiên liệu được đựng trong các thanh cát xét, mỗi cát xét chứa 7 viên. Để tạo ra xung nơtron, người ta lắp 2 khối phản xạ
73
Thông lượng nơtron của lò phản ứng hạt nhân IBR-2 khi có xung là 1016 n/cm2/s với tần suất lặp lại là 5 Hz. Hình 3.12 là sơ đồ bố trí các kênh nghiên cứu xung quanh lò phản ứng hạt nhân IBR- 2 của Viện JINR.
Mẫu rêu dùng trong phân tích INAA được chiếu xạ tại hai kênh Ch1 và Ch2
trong lò hạt nhân IBR-2 có các đặc tính dòng và nhiệt độ được trình bày trong Bảng 3.1, phổ nơtroncủa hai kênh chiếu được cho trên Hình 3.13.
Hình 3.12. (a) Sơ đồ bố trí các kênh nghiên cứu xung quanh lò phản ứng hạt nhân IBR-2; (b) Ch1-Ch4: kênh chiếu xạ, S: bộ lưu trữ trung gian, DCV: van điều khiển hướng, L: bộ nạp, RCB: găng tay phóng xạ, U: bộ phận dỡ tải, SU: bộ phận riêng biệt, SM: ổ chứa SM, R: đơn vị đóng gói R, D: đầu dò, CB: bảng
điều khiển, R1-R3: các phòng đặt hệ thống.
Bảng 3.1.Thông số thông lượng của kênh chiếu xạ Ch1 và Ch2.
Kênh
chiếu
Thông lượng nơtron
( 1012 n.cm-2.s-1) Nhiệt độ (oC) Đường kính (mm) Chiều dài (mm) Nhiệt Cộng hưởng Nhanh Ch1 Bọc Cd 3,31 4,32 70 28 260 Ch2 1,23 2,96 4,10 60 28 260
74
Hình 3.13. Phổ năng lượng nơtroncủa hai kênh chiếu Ch1 và Ch2 tại lò phản ứng xung IBR-2.
Các kênh Ch1, Ch2 được kết nối với hệ thống vận chuyển tự động mẫu bằng
khí nén, với thời gian chuyển mẫu từ 3 - 20 giây. Các bình chứa mẫu chiếu có thể bằng polyethylene, teflon hoặc nhôm được sử dụng để đưa mẫu đến vị trí chiếu xạ và trở lại với tối đa 7 bình có thể được nạp đồng thời vào mỗi kênh. Mật độ thông lượng nơtronđược kiểm soát bởi các lá dò (Au, Zr,...).