Sugárvédelmi árnyékolás tervezése az ESS-ben

A Nukleáris Technikai Intézet (NTI) és az MTA Energiatudományi Kutatóközpont szoros együttműködés keretében részt vesz az Európai Neutronkutató Központ (European Spallation Source, rövidítve ESS) projekt fejlesztésében, megvalósításában. Az ESS egy olyan egyedülálló, nagy intenzitású neutronforrás, amely az ún. spallációs elven működik: lineáris gyorsítóval 2 GeV energiára gyorsított protonok a wolfram targetből neutronokat szabadítanak fel, amelyeket lassítás, moderálás után különböző anyag- és szerkezetvizsgálatra lehet felhasználni.

A gyorsító működése - és leállítása után is a felaktiválódásnak köszönhetően - erős neutron- és gammasugárzást kelt a neutronvezetők teljes hosszában, amelyet megfelelően kell árnyékolni a biztonságos üzemelés érdekében. Az NTI feladata volt ennek a biológia védelemnek a sugárvédelmi tervezése az NMX makromolekuláris diffraktométer elnevezésű nyalábcsatorna számára.

A tervezés során részletesen meghatároztuk neutronnyaláb körül kialakuló sugárzási teret, azonosítottuk a legkritikusabb pontokat, valamit javaslatokat fogalmaztunk meg a biológiai védelem módosítására. Végül pedig a kivitelezés előtt igazolnunk kellett, hogy az árnyékoló szerkezeteken kívül a dózisteljesítmény értékek sehol sem haladják, meg a hatóságilag előírt korlátokat, amelyek biztosítják a dolgozók és a lakosság biztonságát. A sugárvédelmi számításokhoz a Monte-Carlo módszeren alapuló MCNP6 részecskefizikai programkódot használtuk fel, amelyhez a geometriát a SuperMC konverziós programjával készítettük el a kapott CAD-es modellek alapján.

2020 tavaszán lezárult első nagy mérföldkő az együttműködés során: megkezdődött a diffrakciós kamra kivitelezése kutatóközpont svédországi telephelyén, 2022 elején pedig a neutronnyaláb biológiai védelmének összeszerelése is elkezdődhet.