BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM
__________________________________________________________

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP BỘ
Năm 2009-2011
PHÁT TRIỂN DÒNG NƠTRON PHIN LỌC TRÊN KÊNH
NGANG SỐ 2 CỦA LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN ĐÀ LẠT
(Mã số: ĐT.08/09/NLNT) Cơ quan chủ trì: Viện Nghiên cứu hạt nhân
Chủ nhiệm đề tài: ThS. NCV Phạm Ngọc Sơn CÁC THÀNH VIÊN THAM GIA ĐỀ TÀI

Họ và tên Học hàm, hoc vị Cơ quan công tác
1. Vương Hữu Tấn
2. Nguyễn Nhị Điền
3. Phạm Ngọc Sơn
4. Nguyễn Xuân Hải
5. Trần Tuấn Anh
6. Hồ Hữu Thắng
7. Cao Đông Vũ
PGS. TS. NCVCC
PGS. TS. NCVCC
Ths. NCV
TS. NCV
Ths. NCV
CN. NCV
Ths. NCV
Viện NLNTVN
Viện NCHN
Phòng VL&ĐT, Viện NCHN
Phòng VL&ĐT, Viện NCHN
Phòng VL&ĐT, Viện NCHN
Phòng VL&ĐT, Viện NCHN
Trung tâm PT, Viện NCHN


II.3.2. Lắp đặt hệ kín nước và các ống chuẩn trực vào bên trong kênh 2 48
II.3.3. Lắp đặt hệ che chắn bức xạ, chắn dòng nơtron và gamma 50
II.3.4. Xác định thực nghiệm các thông số đặc trưng của dòng nơtron phin lọc trên kênh 2 51
PHẦN III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 61
III.1. Kết Luận 61
Các sản phẩm chính 61
Các sản phẩm thành phần của đề tài 61
Kết quả tham gia đào tạo 62
Các bài báo đã công bố 62
III.2. Kiến Nghị 63
Giải trình chi tiêu kinh phí 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO 65
PHỤ LỤC 67
Phụ lục I. Báo cáo phân tích an toàn 67
Phụ Lục II. Quy trình mở và chắn dòng nơtron trên kênh 2 78
Phụ Lục III. Quy trình thay đổi phin lọc nơtron trên kênh ngang số 2 81
Phụ Lục IV. Các bước thực hiện khi lắp đặt hệ dẫn dòng
và che chắn bức xạ vào bên trong kênh 2 83
Phụ Lục V. Kết quả tính toán số liệu tiết diện nơtron toàn phần
của đơn tinh thể Silic và đơn tinh thể Bismuth 84

4
Danh mục các chữ viết tắt, ký hiệu

TT Ký hiệu Mô tả
1 PGNAA Phân tích kích hoạt nơtron gamma tức thời
2 IAEA Cơ quan Năng lượng nguyên tử Quốc tế
3 HPGe Đầu dò đo gamma bằng vật liệu bán dẫn siêu tinh khiết Ge
4 BGO Đầu dò đo gamma bằng vật liệu nhấp nháy Bi và Ge
5 EXFOR Thư viện số liệu phản ứng hạt nhân thực nghiệm
5
Tóm Tắt

Một hệ thiết bị dẫn dòng nơtron bằng kỹ thuật phin lọc bao gồm hệ phin lọc,
hệ đảm bảo kín nước kênh ngang, hệ chuẩn trực và cấu trúc che chắn bức xạ
đã được nhóm thực hiện đề tài tính toán thiết kế, tối ưu hóa bằng kỹ thuật
mô phỏng Monte-Carlo. Toàn bộ hệ thiết bị dẫn dòng nơtron này đã được
đề tài triển khai thiết kế, chế tạo và lắp đặt thành công trên kênh nơtron số 2
của lò phản ứng Đà lạt, để dẫn dòng nơtron từ lò phản ứng phục vụ các thí
nghiệm nghiên cứu cơ bản về vật lý hạt nhân, vật lý nơtron, số liệu phản
ứng hạt nhân, phân tích nguyên tố và đào tạo nhân lực. Sản phẩm chính của
đề tài là hệ thiết bị dẫn dòng nơtron bằng kỹ thuật phin lọc trên kênh ngang
số 2 của lò phản ứng hạt nhân Đà lạt. Các kết quả trung gian do đề tài tự

have satisfied completely the objectives and contents proposed in the
document of the project. Additionally, the signification of the project also
has been represented through the results of supporting in graduated
education and publishing of research papers in scientific journals and/or
conferences. 6
MỞ ĐẦU

Nghiên cứu phát triển các dòng nơtron trên cơ sở các kênh ngang của lò
phản ứng hạt nhân Đà Lạt và sử dụng các dòng nơtron này trong trong nghiên
cứu cơ bản và ứng dụng về vật lý hạt nhân, khoa học nơtron, che chắn bức xạ
và đào tạo nhân lực là nhiệm vụ quan trọng đã được triển khai tại Viện
Nghiên cứu hạt nhân từ những năm 1990 cho đến nay. Với sự đầu tư quan
tâm
của các cấp lãnh đạo, sự hợp tác Quốc tế và sự hợp tác của các cán bộ
khoa học chuyên ngành vật lý hạt nhân trong cả nước, các cán bộ khoa học
Phòng Vật lý điện tử hạt nhân đã đạt được nhiều kết quả nghiên cứu có ý
nghĩa nhất định trong các lĩnh vực số liệu hạt nhân, phát triển dòng nơtron
bằng kỹ thuật phin lọc, che chắn bức xạ, phát triển và ứng dụng phương pháp
phân tích kích hoạt nơtron ga
mmma tức thời (PGNAA) và trong công tác đào
tạo nhân lực về chuyên ngành vật lý hạt nhân. Trong đó, một số kết quả
nghiên cứu đã đạt đến trình độ quốc tế.
Thiết kế của Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt có 4 kênh ngang dẫn dòng
nơtron ra ngoài để xây dựng các thiết bị nơtron phục vụ nghiên cứu khoa học
và đào tạo cán bộ. Tuy nhiên, do khó khăn về kinh phí đầu tư nên cho đến nay
chỉ có 2 kênh được đưa vào sử dụng là kênh tiếp tuyến số 3 và kênh xuyên
tâm

 Xác định kích thước hình học của ống dẫn kênh và các nút đóng kênh,
 Kiểm tra và vận hành các thiết bị phục vụ việc tháo lắp các nút đóng
kênh.
Nội dung 2: Mô phỏng Monte-Carlo xác định các đặc trưng về vật liệu
và cấu trúc hình học của các hệ ch
e chắn chuẩn trực bảo đảm tiêu chuẩn
về an toàn bức xạ.
 Xây dựng các file số liệu input tương ứng với các mô hình che chắn,
chuẩn trực,
 Mô phỏng để chọn lựa mô hình tối ưu đối với các hệ che chắn bức xạ
và chuẩn trực dòng nơtron, bảo đảm được các yêu cầu về an toàn bức
xạ và chất lượng của dòng nơtron,
 Mô phỏng Monte-Carlo xác định phân bố phổ năng lượng và mật độ
thông lượng của dòng nơtron.
Nội dung 3: Thiết kế và chế tạo hệ che chắn và chuẩn trực mới (lắp đặt
bên trong kênh) bao gồm:

 Hệ che chắn giảm liều bức xạ nơtron và gamma,
 Hệ chuẩn trực dòng nơtron.
Nội dung 4: Tính toán thiết kế và xây dựng hệ che chắn bảo đảm a
n
toàn bức xạ (lắp đặt bên ngoài kênh) bao gồm:
 Hệ đóng mở dòng (beam catcher),
 Hệ dẫn dòng và chiếu mẫu,
 Hệ chắn dòng nơtron và gamma (beam stopper).
Nội dung 5: Chế tạo bộ phin lọc tạo dòng nơtron nhiệt (lắp vào ống
chuẩn trực bên trong kênh).
Nội dung 6: Tiến hành lắp đặt các khối che chắn dẫn dòng và phin lọc,
đo thực nghiệm
các số liệu đặc trưng của dòng nơtron:

2009 về lĩnh vực số liệu phản ứng hạt nhân.
Ý nghĩa thực tiễn của đề tài là góp phần nâng cao năng lực về cơ sở vật
chất phục vụ nghiên cứu khoa học và đào tạo nhân lực tại Viện NCHN, góp
phần thực hiện Chiến lược ứng dụng năng lượng nguyên tử vì mục đích hòa
bình đến năm
2020 của Viện NLNTVN. Sản phẩm chính của đề tài là dòng
nơtron mới từ kênh ngang số 2 của lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt với thông
lượng nơtron nhiệt cao hơn 10
6
n/cm
2
/s, và có khả năng ứng dụng để tạo ra các
chùm nơtron đơn năng khác nhau bằng kỹ thuật phin lọc, các dòng nơtron
phin lọc này sẽ có ý nghĩa thực tiễn quan trọng trong công tác đào tạo nhân
lực trong lĩnh vực khoa học và kỹ thuật hạt nhân; và có tiềm năng ứng dụng
vào thực tiễn là: phương pháp phân tích kích hoạt nơtron gamma tức thời
(PGNAA), phương pháp chụp ảnh nơtron, phương pháp chuẩn liều bức xạ
nơtron, phương pháp nhiễu xạ nơtron, phương pháp nghiên cứu hiệu ứng
tương tác của nơtron trên các sản phẩm
sinh học,
Đơn vị thực hiện chính:
Phòng Vật lý và Điện tử hạt nhân, Viện Nghiên cứu hạt nhân
Nguồn kinh phí và mức kinh phí được cấp:
- Từ ngân sách sự nghiệp khoa học của Bộ Khoa học và Công nghệ.
- Mức kinh phí là: 634 triệu đồng,
Trong đó: Nguyên vật liệu và năng lượng là: 320 t
riệu đồng.
Công lao động (khoa học, phổ thông) là: 214 triệu đồng.
Thiết bị máy móc là: 20 triệu đồng.
Chi khác là: 80 triệu đồng.


10
Phần I
TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU

Các nội dung cơ bản của đề tài đã được đề xuất và thực hiện dựa trên sự
phân tích, đánh giá tình hình nghiên cứu ở ngoài nước, tình hình nghiên cứu ở
trong nước và các kết quả đã đạt được về phát triển và ứng dụng các dòng
nơtron từ lò phản ứng tại Viện Nghiên cứu hạt nhân, Đà lạt.
I.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu ở ngoài nước
Một trong những phương pháp tạo dòng nơtron chuẩn đơn năng cường
độ mạnh nhất hiện nay trong vùng năng lượng keV là các chùm nơtron phin
lọc trên cơ sở các kênh ngang của các lò phản ứng hạt nhân nghiên cứu.
Phương pháp tạo ra các chù
m nơtron phin lọc đã được phát triển trên thế giới
trong vài thập niên qua. Các dòng nơtron phin lọc từ các lò phản ứng nghiên
cứu có vai trò quan trọng trong việc cung cấp số liệu thực nghiệm có độ chính
xác cao về tiết diện phản ứng hạt nhân trong vùng năng lượng từ 0.4keV đến
vài trăm k
eV. Xuất phát từ những ưu điểm quan trọng này, Hội đồng tư vấn
phát triển số liệu hạt nhân của IAEA đã đề xuất các chương trình hợp tác quốc

4.302, 12.67, 17.63, 24.34, 58.8, 133.3, 148.3, 275.0 và 313.7 keV. Trên cơ
11
sở các chùm nơtron phin lọc này, các nghiên cứu thực nghiệm về tiết diện
phản ứng nơtron toàn phần đã được tiến hành trên một số hạt nhân và đã có
kết quả công bố trên một số hội nghị và tạp chí Quốc tế. Một số thông tin đặc
trưng về các dòng nơtron phin lọc và cấu trúc thiết kế của hệ dẫn dòng nơtron
bằng kỹ thuật phin lọc tại lò p
hản ứng hạt nhân nghiên cứu KYIV của Viện
Nghiên cứu hạt nhân Kiev của Ukraina được giới thiệu trong Bảng 1.1 và
Hình 1.1 [1].

Bảng 1.1. Các dòng nơtron phin lọc tại lò phản ứng nghiên cứu KYIV [1] của Ukraina.
Năng lượng
En (keV)
∆En
(keV)
Ф .10
6

(n/cm
2
. s)
Cường độ
tương đối
( % )
Thành phần phin lọc
0.498 2.700 6.17 83.5
60
Ni,
54

Ni, S, V, Al, B
133.3 2.8 0.60 91
58
Ni,
52
Cr, Si, B
148.3 14.8 9.80 99 Si, Ti, B
313.7 2.1 0.20 75
60
Ni,
56
Fe,
54
Fe, Fe, B
602.5 1.4 39.5
60
Ni,
52
Cr, V, Mg,
6
Li, B

Các dòng nơtron phin lọc đơn năng đã phát triển tại lò phản ứng KYIV của
Ukraina có năng lượng trong khoảng từ 0.5keV đến 602 keV và thông lượng
nơtron đạt từ 0.2 đến 26.1×10
6
n/cm
2
/s. Các vật liệu làm phin lọc có độ tinh
khiết cao và các đồng vị như Fe-54, Fe-56, Fe-57, Ni-60, Ni-58 và Li-6 được

nghiên cứu với đường kí
nh kênh là 15,2 cm, trong đó có 3 kênh xuyên tâm và
1 kênh tiếp tuyến. Cho đến nay mới có 2 kênh được đưa vào sử dụng là kênh
tiếp tuyến số 3 và kênh xuyên tâm số 4. Các dòng nơtron phin lọc từ kênh
ngang số 3 và số 4 đã được đưa vào sử dụng từ những năm 1990 phục vụ các
13
nghiên cứu cơ bản và ứng dụng [5]. Năm 1990 kỹ thuật phin lọc nơtron được
phát triển ở lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt cho phép nhận được các chùm
nơtron chuẩn đơn năng với thông lượng từ 10
5
-10
6
n/cm
2
/s thích hợp cho các
nghiên cứu số liệu phản ứng hạt nhân với nơtron. Các dòng nơtron đơn năng
cao trên kênh ngang số 4 bao gồm: nhiệt, 54keV, 148keV đã được phát triển
và đưa vào sử dụng từ những năm 1990; và các dòng nơtron đơn năng mới
24keV, 59keV và 133keV đã được phát triển vào năm 2008 [5]. Năm 1988
kênh tiếp tuyến số 3 được đưa vào sử dụng phục vụ cho phân tích kích hoạt
nơtron gamma tức thời (PGNAA), chụp ảnh nơt
ron và các thí nghiệm đo
nơtron truyền qua. Hiện nay, dòng nơtron nhiệt từ kênh ngang số 3 đang được
sử dụng cho mục đích nghiên cứu thực nghiệm về cấu trúc và mật độ mức hạt
nhân bằng phương pháp đo tổng biên độ các xung gamma trùng phùng từ
phản ứng bắt nơtron nhiệt. Đặc trưng của các dòng nơtron phin lọc tại lò phản
ứng hạt nhân Đà lạt được mô tả trong Bảng 1.2 [5]
.
10
B + Si + S 0.2g/cm
2
+98cm+35g/cm
2

59

2.7 5.3 92.28
10
B + Ni +V +Al+S
0.2g/cm
2
+10cm+15cm+5c
m+100g/cm
2

133

3.0 3.2 92.89
10
B + Cr + Ni+Si
0.2g/cm
2
+50g/cm2
+10cm+60cm
148 14.8 39 95.78
10
B + Si + Ti 0.2g/cm
2

Các kết quả cụ thể như sau:
• Tạo ra các dòng nơtron phi
n lọc chuẩn đơn năng trên kênh ngang số 4
bằng kỹ thuật phin lọc: nơtron nhiệt, 25keV, 54 keV, 59keV, 133keV
và 148 keV.
• Hệ phổ kế gamma phục vụ cho nghiên cứu phản ứng (n,γ) và phân tích
kích hoạt nơtron ga
mma tức thời (PGNAA).
• Hệ phổ kế tổng biên độ các xung trùng phùng phục vụ nghiên cứu phản
ứng (n,2γ).
• Đo tiết diện bắt bức xạ nơtron đối với các hạt nhân
238
U,
12
C,
151
Eu,
153
Eu,
98
Mo,
158
Gd,
160
Gd,
186
W,
109
Ag,
69

THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN DÒNG NƠTRON
VÀ CHE CHẮN BỨC XẠ

II.1.1 Khảo sát hiện trạng và cấu trúc thiết kế kênh ngang số 2 trước khi
thiết kế hệ dẫn dòng nơtron mới
Từ trước đến ngày 01 tháng 11 năm 2011, hiện trạng của kênh ngang số
2 đang được đóng bởi hai nút đóng kênh (hay còn gọi là nút che chắn kênh –
Shielding Plug) của lò phản ứng. Để đưa kênh ngang số 2 vào trạng t
hái sử
dụng và khai thác dòng bức xạ nơtron hoặc gamma từ lò phản ứng, phục vụ
các nghiên cứu khoa học và ứng dụng liên quan như đã xác định trong mục
tiêu đã đặt ra của đề tài, cần thiết phải nghiên cứu thiết kế, chế tạo và lắp đặt
một hệ thống dẫn dòng và che chắn bức xạ đối với kênh ngang số 2. Việc
khảo sát chính xác cấu trúc thiết kế của kênh và các nút che chắn kênh là rất
quan trọng nhằm
cung cấp thông tin cần thiết cho một thiết kế có độ chính xác
hình học tốt, bảo đảm được chất lượng dòng nơtron và an toàn bức xạ.
Cấu trúc thiết kế kỹ thuật của của kênh ngang số 2 gồm hai phần chính:
a) Phần bên trong được cấu tạo bởi một ống hình trụ bằng nhôm có
đường kính trong 15,2 cm và có chiều dài 120 cm, mặt trong của kênh dừng
lại tại bề mặt của vành phản xạ Graphit. Trong vành phản xạ Graphit có một
lỗ khoan đường kính 15,2 cm tương ứng với vị trí của kên
h để dẫn dòng
nơtron từ vùng hoạt của lò phản ứng và chỉ bị ngăn cách bởi lớp vỏ bọc nhôm
của vành phản xạ và mặt trong của kênh; với đặc trưng này, kênh ngang số 2
có thông lượng ra của dòng nơtron cao bao gồm cả ba thành phần nơtron
nhiệt, nơrt
on trên nhiệt, nơtron nhanh và bức xạ gamma (tương đương với
kênh ngang số 4).
b) Phần bên ngoài được cấu tạo bởi một ống hình trụ bằng thép có đường

Hình 2.1.1: Mô tả vị trí lắp đặt và cấu tạo của các nút che chắn bên trong kênh ngang số 2
hiện nay.
1: Vành dẫn hướng bằng nhôm, 2: Lớp Boron dày 3.18 mm, 3: Lớp chì dày 10,16 cm, 4:
Betông pha Boron dài 102 cm, 5: Kkối chắn bức xạ bằng thép, 6: Lớp thép dày 12,7 cm, 7: Nút che
chắn bằng gỗ, 8: Khối cản xạ của kênh ngang số 2, 9: Cửa sắt của kênh ngang số 2, 10: Thành
bêtông của lò phản ứng.
17
II.1.2. Thiết kế hệ dẫn dòng nơtron và chuẩn trực bên trong kênh 2
Thiết kế hệ dẫn dòng nơtron bằng kỹ thuật phin lọc:
Trên cơ sở các số liệu về cấu trúc thiết kế của kênh ngang xuyên tâm số
2 của lò phản ứng Đà lạt, cấu trúc thiết kế của các nút che chắn kênh và trên
cơ sở đánh giá các ưu điểm và hạn chế của các hệ dẫn dòng trên kênh ngang
số 3 và số 4, hệ dẫn dòng nơtron trên kênh ngang số 2 đã được các thàn
h viên
thực hiện đề tài đề xuất thiết kế ban đầu. Bản thiết kế ban đầu này có ý nghĩa
quan trọng về mô hình tổng quát, các thông số chi tiết như tỷ lệ thành phần
vật liệu, cấu trúc hình học và kích thước của các yếu tố thành phần chỉ có tính
chất ước lượng gần đúng. Trên cơ sở mô hình thiết kế tổng quát này, đề tài đã
tiến hành chuyển đổi thành mô hình số và m
ô phỏng bằng phương pháp
Monte Carlo. Quá trình tính toán mô phỏng được thực hiện lặp lại nhiều lần
để điều chỉnh và chính xác hoá các các yếu tố chi tiết của mô hình thiết kế.
Sau khi tất cả các tham số đã được tính toán điều chỉnh phù hợp, bản thiết kế
ban đầu đã được tối ưu hoá trên cơ sở thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Suất liều gamma và nơtron bên ngoài kênh < 10μSv/h,

- Thông lượng nơtron nhiệt tại lối ra ≥ 10
6
n/cm
2

để tạo ra sự liên kết với thanh đẩy trong quá trình lắp đặt hoặc tháo ra. Ngoài
ra mặt đáy ngoài cũng có chức năng tạo ra sự liên kết kín và vững chắc giữa
mặt ngoài và mặt trong.
Phần không gian của hình trụ giữa các mặt trong và mặt ngoài được lấp
đầy bằng hợp chất hấp thụ nơtron SWX-277 (
chứa 1,56% Bo, 3.44x10
22
nguyên
tử Hydro/cm
3
) và 3 cm chì tiếp giáp với mặt đáy ngoài. Phần không gian hình
trụ bên trong và đồng trục với hệ dẫn dòng có đường kính 9,4cm được sử
dụng để lắp ống đựng các phin lọc nơtron (neutron filter holding tube). Tại vị
trí tiếp giáp giữa mặt đáy trong của hệ dẫn dòng và ống đựng phin lọc được
lắp hai vành khuyên Boron-Carbide dày 2mm x 2, đường kính ngoài 9,35cm,
đường kính trong 6,5cm và một vành trụ bằng chì dày 5cm, đường kính ngoài
9,35cm đường kính trong 6,5cm. Các vành Boron-Carbide và Chì này có chức
năng giảm thiểu được suất liều bức xạ nơtron và gamma qua các khe hở giữa
ống đựng phin lọc và hệ dẫn dòng, từ đó giảm t
hiểu được phông bức xạ và
khối lượng vật liệu che chắn bên ngoài kênh 2; ngoài ra chúng còn có tác
dụng hạn chế sự kích hoạt nơtron đối với ống đựng phin lọc và các vỏ bọc
phin lọc nơtron. Ống đựng phin lọc là một ống bằng nhôm dài 141,8cm,
đường kính ngoài 9,0cm, đường kính trong 8,4cm. Dọc theo ống đựng phin
lọc có gia công một rãnh thoát không liên tục có tác dụng thoá
t khí và chống
kẹt phin lọc ở bên trong, ở phía sát mặt trong có gia công một chốt chặn để cố
định vị trí phin lọc và ở sát mặt ngoài có gia công một lỗ khoan sử dụng khi
tháo lắp hoặc thay đổi phin lọc nơtron. Ống đựng phin lọc có tác dụng tạo ra
sự liên kết đồng trục cho các phin lọc nơtron và là cơ cấu lắp hoặc tháo phin

= 20,1cm, φ
giữa
= 12cm, φ
trong
= 3cm, bao gồm:
3 lớp vật liệu chuẩn trực dọc theo chiều của dòng nơtron. Các lớp chuẩn trực
được chế tạo từ vật liệu Pb tổng chiều dài là 30cm và 5 lớp chuẩn trực chế tạo
từ vật liệu Borated + Hydrogenated Concrete (SWX-277 chứa 1.56% B) tổng
chiều dài là 60 cm. Bản vẽ thiết kế ống chuẩn trực được mô tả trên Hình
2.1.5. Các lớp chuẩn trực khác loại được thiết kế xen kẽ nhau như t
rên Hình
2.1.3. Ở vị trí cách lối ra của kênh khoảng 30cm, là khối chuẩn trực bằng thép
không rỉ, dày 7cm, nặng 25kg, được thiết kế vừa có chức năng che chắn bức
xạ gamma vừa có chức năng bảo đảm kín nước chủ động cả khi kênh mở
cũng như khi kênh ở trạng thái đóng. Hình 2.1.5: Bản vẽ thiết kế ống chuẩn trực Nơtron và Gamma trên kênh 2 (đơn vị mm).
21
II.1.3. Thiết kế hệ đảm bảo kín nước cho kênh ngang số 2
Hệ che chắn đảm bảo kín nước được khiết kế để áp dụng cho kênh
nơtron nằm ngang số 2 của Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt. Hệ này có chức
năng đảm bảo kín nước cho kênh ngang, chống mất nước cho lò phản ứng khi
có sự cố rò nước qua kênh. Hệ đảm bảo kín nước được các thành viên của đề
tài thiết kế bao gồm
3 hình trụ tròn bằng thép không rỉ có đường kính ngoài
20cm, đường kính trong 4cm, dày 7cm. Giữa hai khối thép chính hình trụ có
một lá tròn bằng nhôm dày 2 mm và 2 vòng roăng cao su lắp khớp vào rãnh
khuyết trên biên ngoài và biên trong của khối thép không rỉ. Trên các khối trụ
bằng thép có gia công 4 lỗ khoan và 4 Bulong vặn bằng thép không rỉ. Khi

ày đã góp phần làm lợi được một khoản kinh phí lớn trong
việc chế tạo lắp đặt và vận hành. Nâng cao khả năng an toàn và kín nước
cho kênh lên nhiều lần.
• Hệ cũng có tác dụng giảm liều gamma từ vùng hoạt LPỨ do được cấu
tạo từ khối thép không rỉ có tổng bề dày 7 cm. Hình 2.1.7: Mô tả vị trí lắp đặt hệ thống dẫn dòng nơtron và kín nước vào bên trong kênh
ngang số 2.
1: Hệ dẫn dòng nơtron, 2: Các phin lọc nơtron, 3: Vỏ nhôm của hệ dẫn dòng, 4: Khối
cản chắn bức xạ bằng thép, 5: Ống chuẩn trực nơtron và gamma, 6: Các khối che chắn bức xạ
gamma và nơtron, 7: Hệ bảo đảm kín nước, 8: Khối cản xạ của kênh ngang số 2, 9: Cửa sắt của
kênh ngang số 2, 10: Thành bê tông lò phản ứng.

23
II.1.4. Thiết kế hệ che chắn bức xạ lắp đặt bên ngoài kênh 2
Dòng nơtron và gamma sau khi truyền qua các khối chuẩn trực và kín
nước bên trong kênh sẽ được tiếp tục dẫn qua hệ che chắn đảm bảo an toàn
bức xạ bên ngoài kênh 2 và dừng lại tại khối chắn dòng (beam stopper). Hệ
thống có tổng chiều dài là 2,4m và được thiết kế để lắp đặt trên một hệ giá đỡ
bằng thép có các bánh xe di chuyển được dọc theo chiều của kênh.

Thiết kế hệ che chắn bức xạ bên ngoài kênh 2
Hệ che chắn dẫn dòng bên ngoài kênh 2 được thiết kế là một ống dẫn
hình vuông có chiều dài 1.7m kích thước mặt cắt ngang ngoài là 30x30cm,
kích thước mặt cắt ngang trong là 16x16cm, bao gồm lớp ngoài Pb dày 5cm
và lớp trong dày 2cm bằng vật liệu 5% borated polyethylene. Hệ che chắn này
được lắp đặt từ các khối nhỏ vuông bằng Pb có kích thước 30x40x5cm và
25x40x5cm, các khối nhỏ này được thiết kế có khớp nối âm dương 2,5cm.
Bản vẽ thiết kế kỹ thuật cho từng khối nhỏ và tổng toàn hệ được mô tả trên

đóng mở dòng
này được thiết kế bằng phương pháp xoay ống chuẩn trực có
tâm lệch so với tâm của dòng nơtron. Hình vẽ thiết kế được mô tả trên Hình
2.1.11.

Hình 2.1.9: Bản vẽ thiết kế khối chắn dòng nơtron và gamma kênh 2
25

Hình 2.1.10: Bản vẽ thiết kế tổng thể hệ che chắn dẫn dòng nơtron và gamma kênh 2
(mặt cắt đứng theo chiều của chùm tia)

Hình 2.1.11: Bản vẽ mô hình thiết kế khối đóng mở dòng nơtron và gamma (beam
catcher) theo cơ chế xoay lệch tâm để lắp đặt trên kênh nơtron số 2.

Các mô hình thiết kế của hệ dẫn dòng nơtron, hệ chuẩn trực, hệ
đảm bảo
an toàn kín nước và hệ che chắn bức xạ
cho kênh ngang số 2 đã được Hội
đồng An toàn của Viện Nghiên cứu hạt nhân, Phòng cấp phép của Cục An
toàn bức xạ và hạt nhân và Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam xem xét và
phê duyệt thông qua bản Báo cáo phân tích an toàn được trình bày trong