100-250 MeV Enerjili Proton Hızlandırıcıları için Beton ve Toprak Zırh Kalınlıklarının FLUKA Monte Carlo Kodu ile Belirlenmesi

Özet: Proton hızlandırıcılarında zırh tasarımı temel olarak hadronik sağanak ile oluşan ikincil nötronlara göre yapılır. Nötronlar, çoğunlukla intranükleer sağanaklar ve sonrası oluşan buharlaşma reaksiyonlarından oluşur. İntranükleer sağanakta, yüksek enerjili nötronlar oluşurken, buharlaşma reaksiyonlarında daha düşük enerjili bol nötron oluşur. Toplamda bu nötronlar, proton hızlandırıcılarında zırh tasarım gerekliliklerini oluşturur. Zırh tasarım amaçları için, geliştirilmiş Monte Carlo çoklu parçacık taşınım kodları kullanılır. Bu çalışmada Türk Hızlandırıcı Merkezi (THM) bünyesinde kurulması planlanan proton hızlandırıcı tesisinin zırh tasarımı için gerekli zırh kalınlıklarını belirlemek için standart beton ve toprak zırh maddesi seçildi. Tesisin 100 ve 250 MeV enerji bölgeleri için gerekli olan beton ve toprak zırh kalınlıkları, hızlandırıcının anormal çalışma durumu için FLUKA Monte Carlo kodu ile belirlendi. Anahtar kelimeler: Proton hızlandırıcı, radyasyondan korunma, Monte Carlo kod, zırh tasarımı Determination by FLUKA Monte Carlo Code of Shield Thicknesses of Concrete and Soil for 100-250 MeV Proton Accelerators Abstract: Shielding of proton accelerators mainly is made the attenuation of the secondary neutrons generated in the hadronic cascade. Neutrons mainly result from the intranuclear cascades and subsequent evaporation reactions. Whereas intranuclear cascades create high-energy neutrons, evaporation reactions produce copious neutrons that lower energies. In total, these neutrons dictate the shielding requirements of a proton accelerator. For shielding design purposes, several advanced multi-particle Monte Carlo transport codes are available. In this paper, standard concrete and soil shield materials were chosen to determine the minimum required shield thickness for shield design of proton accelerator facility, which is planned to build of at Turkish Accelerator Center (TAC). Required shield thicknesses of standard concrete and soil were determined with FLUKA Monte Carlo code, for 100 and 250 MeV energy regions of facility for abnormal condition. Key words: Proton accelerator, radiation protection, Monte Carlo code, shield design