Neutronikorjauskertoimien määritys TL-dosimetreille Loviisan ydinvoimalaitoksella

Abstract

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli määrittää sopivat neutronikorjauskertoimet termoluminesenssidosimetrien (TL-dosimetrien) mittaaman neutroniraaka-annoksen muuntamiseen henkilöannosekvivalentiksi (Hp(10)). Opinnäytetyö tehtiin Loviisan voimalaitoksen annostarkkailusta vastaavalle säteilyturvallisuusryhmän osana toimivalle dosimetriajaokselle.

Työssä käydään läpi painevesireaktorilaitoksen perusperiaate ja ionisoivan säteilyn perusteita. Lisäksi kerrotaan ionisoivaan säteilyyn liittyvistä terveysvaikutuksista ja annossuureista. Työssä kerrotaan lyhyesti termoluminesenssi-ilmiöstä, TL-dosimetrien toimintaperiaatteesta ja TL-dosimetrien kidemateriaaleista.

Neutronikorjauskertoimet määritettiin litiumboraatti- ja litiumfluoridikiderakenteille (LiB ja LiF). Kertoimien määritys aloitettiin mittaamalla LO1- ja LO2-laitosyksiköiden pääkiertopumpputilojen neutronienergiaspektrit ja neutroniannosnopeudet yhteensä neljästä mittapisteestä. Tämän jälkeen säteilytettiin TL-dosimetrejä kyseisissä mittapisteissä.

TL-dosimetrien neutronikorjauskertoimet määritettiin vertailemalla dosimetrien raakatuloksia ja konversiokertoimilla painotettuja neutroniannosnopeuksista laskettuja annoksia ensin mittapistekohtaisesti. Tämän jälkeen määritettiin jokaiselle kiderakenteelle laitosyksikkökohtainen neutronikorjauskerroin. Annoslaskennassa käytettäväksi neutronikorjauskertoimeksi määritettiin laitosyksiköiden neutronikorjauskertoimien keskiarvo molemmille kiderakenteille.

Neutronikorjauskertoimeksi määritettiin LiB-kiderakenteelle 0,251 ja LiF-kiderakenteelle 0,119. Tulosten pohjalta esiin nousi useita kehityskohteita, kuten muutokset käytettävään kiderakenteeseen ja laskentafunktioon, neutronikorjauskertoimien määritys muihin kohteisiin, joissa esiintyy neutronisäteilyä sekä elektronisten neutronidosimetrien neutronikorjauskertoimen määritys.

The purpose of this thesis was to determine suitable neutron factors for converting the raw neutron dose measured by thermoluminescence (TL) dosimeters into a personal dose equivalent (Hp(10)). The thesis was conducted for the Dosimetry Division at the Loviisa Power Plant.

The determination of neutron factors was began by measuring the neutron energy spectra and neutron dose rates on the primary coolant pump decks of the LO1 and LO2 plant units from a total of four measurement points. After this, TL dosimeters were irradiated at the corresponding measurement points.

The neutron factors were determined by comparing the raw dosimeter readings to the doses calculated from the neutron dose rates and weighted by conversion factors. Following this, a neutron factor for each plant unit and crystal structure was determined. The neutron factor to be used in the dose calculations is the average of the factors determined for each plant unit and crystal structure.

The neutron factor was determined to be 0,251 for the LiB crystal structure and 0,119 for the LiF crystal structure. Based on the results, several development areas were identified, such as possible changes to the crystal structure and dose function.