Nükleer reaktör kontrol çubuklarında kullanılan bazı malzemeler için farklı reaksiyon ve enerjilerde parçacık yayınlanma spektrumu, durdurma gücü, giricilik mesafesi ve tesir kesiti hesaplamaları

Abstract

Bu çalışmada, nükleer reaktör kontrol çubuklarında kullanılan malzemelerden olan; Ag, Cd, In, Sm, Eu, Gd, Dy ve Hf elementlerinin farklı izotopları için bazı reaksiyonlarda tesir kesiti hesaplamaları yapılmış ve parçacık yayınlanma spektrumları incelenmiştir. Hesaplamalarda TALYS 1.8 ve EMPIRE 3.2 kodları kullanılmıştır. Elde edilen hesaplama sonuçları, Uluslararası Deneysel Nükleer Reaksiyon Veri Tabanı (EXFOR)'dan alınan verilerle karşılaştırılarak analiz edilmiştir. Bazı foton girişli reaksiyonlar için EXFOR'dan alınan verilerin kullanılması ile yeni dev dipol rezonans parametreleri hesaplanmıştır. Hesaplanan parametreler; TALYS 1.8 ön tanımlı değerler ile değiştirilerek, bu reaksiyonlar için tesir kesiti hesaplamaları yeniden gerçekleştirilmiştir. Ayrıca; Ag, Cd, In, Sm, Eu, Gd, Dy ve Hf elementleri ile Ag-In-Cd, Dy2O3, Eu2O3, Gd2O3, HfB2, HfO2 ve Sm2O3 bileşiklerinin alfa, 3He, triton, döteron, proton parçacıkları için durdurma gücü ve bu parçacıkların malzemeler içindeki giricilik mesafesi hesaplamaları Geant4 ve MCNP yazılımları kullanılarak yapılmıştır.

In this study, reaction cross–section calculations have been carried out and particle emission spectra have been investigated for some reactions of the Ag, Cd, In, Sm, Eu, Gd, Dy and Hf elements which are the materials that have been using on nuclear reactor control rods. TALYS 1.8 and EMPIRE 3.2 codes have been used for the calculations. The obtained calculation results have been compared and analyzed with the available data taken from International Experimental Nuclear Reaction Database (EXFOR). For some photon induced reactions, new giant dipole resonance parameters have been calculated by using experimental data taken from EXFOR. The calculated parameters have been replaced with the default values of the TALYS 1.8 and reaction cross–sections have been recalculated for these reactions. Furthermore, the stopping power calculations for alpha, 3He, triton, deuteron, proton particles and the penetrating distance of these particles in the materials have been done by using Geant4 and MCNP softwares for the Ag, Cd, In, Sm, Eu, Gd, Dy and Hf elements and for the Ag-In-Cd, Dy2O3, Eu2O3, Gd2O3, HfB2, HfO2 and Sm2O3 compounds.