Потери энергий быстрых электронов при прохождении через радиационно-защитный железооксидный композит

Abstract

Приведены результаты математического моделирования взаимодействия электронного излучения с радиационно-защитным железооксидным композиционным материалом на основе магнетитовой матрицы, цементного связующего и водного раствора кремнийорганического модификатора, наиболее эффективно используемого в биологической защите атомных реакторов. Проведены расчеты ионизационных, радиационных и суммарных потерь энергии электронов в композите. Показано, что наибольший вклад в радиационные и ионизационные потери дает железооксидная составляющая композита. Исследована зависимость среднего пробега быстрых электронов в композите от их начальной кинетической энергии. Смоделированы и исследованы коэффициенты пропускания по числу частиц и энергии в композите в зависимости от угла падения к нормали композита и начальной энергии падающих электронов. Показаны высокие защитные свойства разработанного композита по отношению к потоку быстрых электронов в общем случае их падения под разными углами к нормали поверхности мишени.

Наведено результати математичного моделювання взаємодії електронного випромінювання із радіаційно-захисним залізооксидним композиційним матеріалом на основі магнетитової матриці, цементного пов'язуючого і водного розчину кремнійорганічного модифікатора, що найбільш ефективно використовується в біологічному захисті атомних реакторів. Проведено розрахунки іонізаційних, радіаційних і сумарних витрат енергії електронів у композиті. Показано, що найбільший внесок у радіаційні та іонізаційні втрати дає залізооксидна складова композиту. Досліджено залежність середнього пробігу швидких електронів у композиті від їх початкової кінетичної енергії. Змодельовано і досліджено коефіцієнти пропускання за числом частинок і енергії в композиті в залежності від кута падіння до нормалі композиту і початкової енергії падаючих електронів. Показано високі захисні властивості розробленого композиту по відношенню до потоку швидких електронів у загальному випадку їх падіння під різними кутами до нормалі поверхні мішені.

This work presents the results of the mathematical modeling of the interaction of electronic radiation with radiation-protective iron-oxide composite material made on the basis of a magnetite matrix, cement binding and water solution of the organic-silicon modifier which is most effectively used in biological protection of nuclear reactors. The calculations of ionization, radiation and total losses of energy of electrons in a composite were carried out. It is shown that the iron-oxide component of a composite contributes mostly to the radiation and ionization losses. The average run of the fast electrons in a composite versus their initial kinetic energy is investigated. The electron transmittance of the composite relative to the number of particles and their energy versus both the angle of incidence to the normal of the composite surface and the initial energy of the electron incidence are simulated and investigated. High protective properties are shown of the developed composite relative to a fast electron stream in the common case of different angles of their incidence normal to the target surface is revealed.