Reaction Cross Section Calculations in Neutron Induced Reactions and GEANT4 Simulation of Hadronic Interactions for the Reactor Moderator Material BeO

Abstract

BeO is one of the most common moderator material for neutron moderation; due to its high density, neutron capture cross section and physicalchemical properties that provides usage at elevated temperatures. As it's known, for various applications in the field of reactor design and neutron capture, reaction cross-section data are required. The cross-sections of (n,α), (n,2n), (n,t), (n,EL) and (n,TOT) reactions for 9 Be and 16 O nuclei have been calculated by using TALYS 1.6 Two Component Exciton model and EMPIRE 3.2 Exciton model in this study. Hadronic interactions of low energetic neutrons and generated isotopes-particles have been investigated for a situation in which BeO was used as a neutron moderator by using GEANT4, which is a powerful simulation software. In addition, energy deposition along BeO material has been obtained. Results from performed calculations were compared with the experimental nuclear reaction data exist in EXFOR. Özet: BeO; yoğunluğu, nötron yakalama tesir kesiti ve yüksek sıcaklıklarda kullanılmasına imkân veren fiziksel-kimyasal özellikleri sayesinde nötron moderasyonunda oldukça yaygın kullanılan bir moderatör malzemesidir. Bilindiği üzere, reaksiyon tesir kesiti hesaplamaları reaktör tasarımı ve nötron yakalaması alanlarında pek çok çeşitli uygulamalar için gereklidir. Bu çalışmada, 9 Be ve 16 O için (n,α), (n,2n), (n,t), (n,EL) and (n,TOT) reaksiyonları tesir kesiti hesaplamaları TALYS 1.6 İki Bileşenli Eksiton model ve EMPIRE 3.2 Eksiton modelleri kullanılarak tamamlanmıştır. Güçlü bir benzetim programı olan GEANT4 ile BeO'in nötron moderatörü olarak kullanıldığı bir ortam için düşük enerjili nötronların ve üretilen izotop-parçacıkların hadronik etkileri araştırılmıştır. Ek olarak, BeO malzemesi boyunca enerji birikimi elde edilmiştir. Gerçekleştirilen hesaplamaların sonuçları ayrıca EXFOR veri tabanında yer alan deneysel nükleer reaksiyon verileri ile karşılaştırılmıştır. Reaktör Moderator Malzemesi BeO için Nötron Girişli Reaksiyonlarda Reaksiyon