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Borchardt, G.; Lang, H.; Schneider, W.; Sievers, A.; Stelzer, F.; Weise, L.; Welzel, R.
Kernforschungsanlage Juelich G.m.b.H. (Germany, F.R.). Zentralabteilung Brennelement- und Bestrahlungstechnologie1976
Kernforschungsanlage Juelich G.m.b.H. (Germany, F.R.). Zentralabteilung Brennelement- und Bestrahlungstechnologie1976
AbstractAbstract
[en] Two 4''-CT steel specimens arranged one upon another were put at the core edge of the research reactor FRJ-1 in such a manner that the radiation entered laterally. In the steel blocks 180 activation detectors have been placed for flux density determination of fast and epithermal neutrons, further 44 thermocouples for measurement of the temperature fields, one arrangement of 10 activation detectors to evaluate the neutron spectrum and 2 ionization chambers indicating the gamma-ray dose rate. In a second irradiation the steel blocks were surrounded from three sides by a lead shield. The result was a decidedly flatter temperature profile in the cracking plane. The maximum temperature difference was 7 K with, resp. 23 K without the lead shield. The profiles of the neutron flux densities are not essentially influenced by the shield. It results from the measured flux density values that a fluence of 1019cm-2 will be reached after 56 days at the chosen irradiation position in the central axis between the notches of the steel specimens, referring to a reactor power of 10 MW, if the steel specismens are rotated by 1800 after one half of the irradiation time. Then the fluence will be about 35% higher at the broadsides of the blocks than in the block centre. The resulting neutron spectrum shows that the real neutron fluence above 1 MeV in the block centre is about 85% higher than the above mentioned fictitious fission spectrum equivalent fluence of above 1 MeV which was obtained by the Nickel activation. The results of the temperature measurements have been introduced as input values into an equation system for a three-dimensional temperature field. From that the spatial distribution of heat sources, the boundary conditions of the heat transition and the temperature distribution has been calculated, the latter one in 605 nodal points of an inch-by-inch netword of the block. The measured and calculated temperature fields are in a good agreement. (orig./HP)
[de]
Zwei uebereinander angeordnete 4''-CT-Stahlproben wurden so an den Rand des Kerns des Forschungsreaktors FRJ-1 gesetzt, dass die Strahlung von der Breitseite her einfiel. In den Bloecken waren 180 Aktivierungssonden zur Bestimmung der Flussdichteverteilungen schneller und epithermischer Neutronen, 44 Thermoelemente zur Messung der Temperaturfelder, ein Paket aus 10 Aktivierungssonden zur Ermittlung des Neutronenspektrums und 2 Ionisationskammern zur Gamma-Dosisleistungsbestimmung. Bei einer 2. Bestrahlung wurden die Stahlbloecke an 3 Seiten mit einer Bleiabschirmung umgeben. Dabei ergab sich ein wesentlich flacheres Temperaturprofil in der Rissebene. Die maximale Temperaturdifferenz betrug mit Bleiabschirmung ca. 7 K, ohne Bleiabschirmung jedoch 23 K. Die Profile der Neutronenflussdichten wurden durch die Abschirmung nur unwesentlich beeinflusst. Aus den gemessenen Flussdichtewerten ergibt sich, dass bei einer Reaktorleistung von 10 MW am gewaehlten Bestrahlungsort in der Mittelachse zwischen den Einkerbungen der Stahlproben die Fluenz 1019cm-2 nach 56 Tagen erreicht wird, falls die Proben zur Erzielung einer moeglichst gleichmaessigen Fluenzverteilung nach der halben Bestrahlungszeit um 1800 gedreht werden. Die Fluenz an den Breitseiten der Bloecke liegt dann um etwa 35% hoeher als in der Blockmitte. Die Ermittlung des Neutronenspektrums zeigt, dass die reale Neutronenfluenz oberhalb 1 MeV in Blockmitte ca. 85% groesser ist als die oben angegebene fiktive spaltspektrumsaequivalente Fluenz oberhalb 1 MeW, die sich aus der Ni-Aktivierung ergibt. Die Ergebnisse der Temperaturmessungen wurden als Stuetzwerte in ein Gleichungssystem fuer ein dreidimensionales Temperaturfeld eingegeben. Daraus wurden die raeumliche Waermequellenverteilung und die Randbedingungen des Waermeuebergangs sowie die Temperaturverteilung an den 605 Knotenpunkten des Zollrasters im Block berechnet. Die gemessenen und gerechneten Temperaturfelder zeigten gute Uebereinstimmung. (orig./HP)Original Title
Neutronenflussdichten und Temperaturfelder in einem Stahlblock
Primary Subject
Secondary Subject
Source
Oct 1976; 88 p; With figs., tabs. and refs.
Record Type
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