Doktorsko delo obravnava eksperimentalno in računsko karakterizacijo polja žarkov gama v jedrskih reaktorjih. V prvem delu predstavimo jedrske reakcije z nevtroni, njihov transport in transport nastalih visoko energijskih fotonov in elektronov ter izpostavili pomembnost njihovega prelivanja za izračune deponirane energije. Predstavimo tudi splošno transportno enačbo s poudarkom na adjungiranih operatorjih, ki se uporabljajo za redukcijo variance v preračunih transporta delcev z metodo Monte Carlo. Pri uporabi metode za Monte Carlo transprot delcev se navadno upoštevajo samo promptne reakcije produkcije žarkov gama kot so fisija, neelastično sipanje in promptne reakcije (n,gamma). Meritve kažejo na 30 % podcenitev izračunov, kar pripisujemo zakasnelemu sevanju. Razvili smo programski paket JSIR2S za izračune polja zakasnelega sevanja. Paket smo validirali na vrsti eksperimentov na reaktorju IJS TRIGA ter na nekaterih fuzijskih eksperimentih za izračun hitrosti doze po zaustavitvi. Začetno karakterizacija polja nevtronov in promptnih žarkov gama v obsevalnih mestih sredice reaktorja IJS TRIGA smo izvedli v približku kerme. Razširjen računski model smo uporabili za izračune sevalnega polja zunaj biološkega ščita reaktorja. Nevtronski izvor smo iz preračunov kritičnosti prevedli na fiksni izvor, ki smo ga uporabili za določanje parametrov redukcije variance. Za polje nevtronov dobimo ujemanje znotraj negotovosti, polje žarkov gama pa podcenimo ker ne upoštevamo polja zakasnelega sevanja. Na reaktorju IJS TRIGA smo izvedli več eksperimentov z meritvami s fisijskimi in ionizacijskimi celicami ter termoluminescentnimi dozimetri. Razvili smo proceduro za eksperimentalno določanje prispevka polja zakasnelih žarkov gama. Pridobljene rezultate smo uporabili za validacijo JSIR2S, kjer dobimo ujemanje znotraj negotovosti. JSIR2S smo uporabili tudi za kalibracijo polprevodniških dozimetrov v polju žarkov gama po zaustavitvi reaktorja IJS TRIGA. JSIR2S smo aplicirali tudi na fuzijske probleme za izračune hitrosti doze po zaustavitvi reaktorja, ki kažejo na dobro ujemanje z eksperimenti oziroma z preračuni s podobnimi programskimi orodji z uporabo eno ali dvo-koračne metode.
D.09 Mentorstvo doktorandom
COBISS.SI-ID: 16825859V tej disertaciji je opisano, kako lahko stohastične metode uporabimo za računanje doznega polja v okolici reaktorja TRIGA. Simuliramo lahko tako normalno obratovanje reaktorja kot tudi nezgodne dogodke. Poznavanje doz je ključno za zagotavljanje varnega delovnega mesta operaterjem in raziskovalcem. Ocena doznih polj za nezgodne primere je pomembna za ustrezno načrtovanje varnostnih in zaščitnih ukrepov. Sprva je bil narejen popolnoma nov MCNP model reaktorja TRIGA, ki zajema reaktorsko sredico, obdajajoče komponente znotraj betonskega ščita, kar je bilo že modelirano tudi v obstoječem modelu. Poleg tega je bila modelirana tudi reaktorska ploščad, celotna reaktorska hala, reaktorska klet in komandna soba z namenom izračuna nevtronskih in gama doznih polj. Vir nevtronov in takojšnjih gama žarkov je bil validiran na primeru odprtega obsevalnega kanala št. 5. Reaktor je obratoval na nizki moči, med tem pa smo lahko merili dozno polje v okolici kanala. Vir zakasnelih žarkov gama je bil validiran na primeru, ko smo obsevan gorivni element vstavili v transportno posodo, v njeni okolici pa smo pomerili dozno polje. Ker so se izračunani rezultati dobro ujemali z izmerjenimi, smo model uporabili za nadaljnje računanje doznega polja v primeru obratovanja reaktorja na polni moči v okolici novega ščita pri kanalu št. 5. Na podlagi dobrega ščitenja ovrednotenega z metodo razvito v disertaciji, smo ščit tudi namestili. Napravili smo tudi analizo doznega polja v okolici reaktorja za primer nezgode izgube reaktorskega hladila (Loss of water event - LOWE), kjer smo prav tako uporabili enako metodo Takšna analiza je bila v preteklosti že opravljena, vendar le z determinističnimi metodami. Prvič do sedaj smo napravili analizo doznega polja v reaktorski hali za primer nezgode puščanja bazena za izrabljeno hladilo. Rezultati bodo uporabljeni v novi reviziji Varnostnega poročila za raziskovalni reaktor TRIGA Mark II na IJS.
D.09 Mentorstvo doktorandom
COBISS.SI-ID: 49249795NENE 2020 [Elektronski vir] : 29th International Conference Nuclear Energy for New Europe : September 7-10, Portorož, Slovenia : NENE 2020 conference proceedings International Conference Nuclear Energy for New Europe (29 ; 2020 ; Portorož)
B.02 Predsedovanje programskemu odboru konference
COBISS.SI-ID: 37460227v vabljenem predavanju opisujem testiranje detektorjev na reaktorju TRIGA, med drugim tudi gama kalorimetrijo, ki je del tega projekta
B.04 Vabljeno predavanje
COBISS.SI-ID: 13466115