Investigation of Neutron Attenuation Properties of Boron Carbide-Silicon Carbide Composite Materials by MCNP6 Simulation

Abstract

Nükleer teknoloji, nanoteknoloji ve uzay teknolojisi gibi kritik alanlarda kullanılan bor karbür-silisyum karbür kompozit malzemelerinin makroskobik nötron tesir kesitleri, MCNP6 programı kullanılarak hesaplanmıştır. Nötronların madde ile etkileşimi, özellikle nötron enerjisine ve koruyucu malzemenin yoğunluğuna bağlıdır. Bu çalışmada, farklı oranlarda B4C ve SiC bileşenleri kullanılarak oluşturulan 100_B4C, 8200, 7300 ve 6400 kodlu 4 farklı B4C-SiC içerikli kompozit kullanılmıştır. İTÜ TRIGA Mark-II nükleer reaktöründe Nötron Howitzer (Pu-Be) sayım sistemi kullanılarak elde edilen deneysel nötron sonuçları Monte Carlo simülasyonları ile karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırma, kompozit malzemelerin nötron zayıflatma özelliklerini deneysel ve teorik sonuçların birlikte değerlendirilmesini sağlamıştır. En yüksek nötron radyasyon zayıflatma özelliğine sahip olan kompozitlerin sırasıyla 100_B4C>8200>7300>6400 şeklinde olduğu görülmüştür. Ayrıca, nötronların toplam makroskobik tesir kesitleri Σ_tot (cm-1), elementlerin kütlesel ayırma tesir kesiti değerleri (Σ_tot/ρ) (cm2g-1), teorik olarak da hesaplanmış ve aradaki fark belirlenmiştir.