Beton jako materiał osłon przed promieniowaniem jądrowym – przegląd

Brandt, A.M.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Beton jako materiał osłon przed promieniowaniem jądrowym – przegląd

Autorzy

Brandt A.M.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

http://www.cementwapnobeton.pl/

Identyfikatory

Warianty tytułu

Application of concrete as a material for anti-radiation shielding – a review

Języki publikacji

PL EN

Abstrakty

Beton jest głównym materiałem stosowanym do budowy osłon przed promieniowaniem ze względu na stosunkowo niski koszt oraz możliwość spełniania także funkcji konstrukcyjnych. Betony osłonowe muszą być komponowane i wykonywane w sposób szczególny, aby spełniały wszystkie wymagania, nie tylko skutecznego osłabiania różnorodnego promieniowania, ale także trwałości. W artykule przedstawiono podstawowe zagadnienia związane z projektowaniem betonów osłonowych na tle obecnego stanu wiedzy. Aktualna wiedza i znajomość technologii w tej dziedzinie inżynierii jest potrzebna przed przystąpieniem do budowy przemysłowych reaktorów atomowych w Polsce niezależnie od sposobu realizacji takiej inwestycji.

Concrete is a basic material for protection shields against radiation because of its relatively low cost and ability to perform structural functions. Concretes for shields have to be composed and executed especially for purpose in order to satisfy various requirements, related non only to altenuation of different forms of radiation but also for expected durability. In the paper main problems related to designing such concretes and their execution are described on the basis of the present state of knowledge. In view of future investments in nuclear energy in Poland, it is necessary to upgrade our level of knowledge and technology in this part of material engineering; this seems to be independent on the way in which these projects will be realized.

Słowa kluczowe

elektrownia jądrowa promieniowanie jonizujące osłona przed promieniowaniem osłona betonowa beton osłonowy beton ciężki kruszywa ciężkie baryt skład właściwości

nuclear power plant ionizing radiation radiation shield concrete shield high-density concrete heavy concrete heavy aggregates barite composition properties microstructure

Wydawca

Fundacja Cement, Wapno, Beton

Czasopismo

Cement Wapno Beton

Rocznik

2013

Tom

R. 18/80, nr 2

Strony

115--132

Opis fizyczny

Bibliogr. 45 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Brandt A.M.

Bibliografia

1. Z. Ablewicz, W. B. Dubrowski, Osłony przed promieniowaniem jonizującym. Arkady, Warszawa 1986.
2. M. Abramowicz, A. Ciaś, Rozszerzalność liniowa betonów osłonowych. Arch. Inż. Ląd., 21, 4, 667-677 (1975).
3. I. Akhurt, C. Basyigit, S. Kilincarslan, B. Mavi, A. Akhurt, Radiation shielding of concretes containing different aggregates, Cem. Concr. Res., 28, 153-157 (2006).
4. I. Akhurt, H. Akyildirim, B. Mavi, S. Kilincarslan, C. Basyigit, Radiation shielding of concrete containing zeolite. Radiation Measurements, 45, 827-830 (2010).
5. M. Alexander, S. Mindess, Aggregates in concrete, Taylor & Francis 2005.
6. Y. Asano, Application of heavy concretes to the shield materials of synchrotron radiation beams. Radiation Measurements 46, 546-550 (2011).
7. I. I. Bashter, A. S. Makarious, Abdro A. El-Sayed, A comparative study of the attenuation of reactor thermal neutrons in different types of concrete. Ann. Nucl. Energy, 23, 14, 1185-1195 (1996).
8. I. I. Bashter, Abdro A. El-Sayed, A. S. Makarious, Investigation of hematite-serpentine and ilmenite-limonite concretes for reactor radiation shielding, Ann. Nucl. Energy, 23, 1, 65-71 (1996).
9. H.-D. Beushausen, M. G. Alexander, High-density concrete for special applications. Betonwerk & Fertigteil Technik, Fachbeiträge 9 (2003).
10. C. Basyigit, J. Akkurt, R. Altindag, S. Kilincarslan, A. Akkurt, B. Mavi, R. Karaguzel, The effect of freezing-thawing (F-T) cycles on the radiation shielding properties of concretes. Building and Environment, 41, 1070-1073 (2006).
11. D. G. Bennett, R. Gens, Overview of European concepts for high-level waste and spent fuel disposal with special reference waste container corrosion. J. of Nuclear Materials, 379, 1-8 (2008).
12. E. Calzada, F. Grünaur, B. Schillinger, H. Türck, Reusable shielding material for neutron- and gamma- radiation. Nucl. Instr. and Methods in Ph. Res. A 651, 77-80 (2011).
13. J. R. Clifton, Predicting the remaining service life of concrete. NIST, US Dept. of Commerce 1991.
14. O. Gencel, Physical and mechanical properties of concrete containing hematite as aggregates. Sci. Eng. Compos. Mater, 19, 2, 191-199 (2011).
15. O. Gencel, W. Brostow, C. Ozel, M. Filiz, An investigation on the concrete properties containing colemanite. Int. J. of Physical Science, 5, 3, 216-225 (2010).
16. O. Gencel, A. Bozkurt, E. Kam, T. Korkut, Determination and calculation of gamma and neutron shielding characteristics of concretes containing different hematite proportions. Ann.of Nucl. Energy, 38, 2719-2733 (2011).
17. D. Jóźwiak-Niedźwiedzka, K. Gibas, M. A. Glinicki, G. Nowowiejski, Szczelność betonów z popiołem lotnym wapiennym wobec wnikania mediów agresywnych, Drogi i Mosty, 11, 3, 39-61 (2011).
18. D. Jóźwiak-Niedźwiedzka, A. M. Brandt, Z. Ranachowski, Self-healing of cracks in fibre reinforced mortar beams made with high calcium fly ash, Cement Wapno Beton, 79, 1, 38-49 (2012).
19. D. Jóźwiak-Niedźwiedzka, M. Sobczak, K. Gibas, Karbonatyzacja betonów z dodatkiem popiołów lotnych wapiennych, Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 12, 2, 131-146 (2013).
20. Y. Ch. Kan, K. C. Pei, C. L. Chang, Strength and fracture toughness of heavy concrete with various iron aggregate inclusions. Nucl. Eng. And Design, 228, 119-127 (2004).
21. W. A. Kansouh, Radiation distribution through serpentine concrete using local materials and its application as a reactor biological shield. Ann. of Nucl. Energy, 47, 258-263 (2012).
22. M. F. Kaplan, Concrete radiation shielding. John Wiley & Sons, N. York 1989.
23. M. H. Kharita, S. Yousef, M. Al Nassar, The effect of the initial water to cement ratio on shielding properties of ordinary concrete. Progress in Nuclear Energy, 53, 491-493 (2010).
24. M. H. Kharita, S. Yousef, M. Al Nassar, Review on the addition of boron compounds to radiation shielding concrete. Progress in Nuclear Energy, 53, 207-211 (2011).
25. M. H. Kharita, M. Takeyeddin, M. Alnassar, S. Yousef, Development of special radiation shielding concretes using natural local materials and evaluation of their shielding characteristics. Progress in Nuclear Energy, 50, 33-36 (2008).
26. S. Kilincarslan, I. Akhurt, C. Basyigit, The effect of barite rate on some physical and mechanical properties of concrete. Materials Science and Engineering A 424, 83-86 (2006).
27. T. Korkut, A. Karabulut, G. Budak, Aygün, O. Gencel, Investigation of neutron shielding properties depending on number of boron atoms for colemanite, ulexite and tincal ores by experiments and FLUKA Monte Carlo simulations. Appl. Rad. and Isot., 70, 341-345 (2012).
28. A. Koton, P. Trybalski, Beton barytowy jako osłona przed promieniowaniem radioaktywnym. Stow. Prod. Cem., Konf. „Dni Betonu”, 685-694, Wisła 2008.
29. C. M. Lee, Y. H. Lee, K. J. Lee, Cracking effect on gamma-ray shielding performance in concrete structure, Prog. in Nucl. Energy, 49, 303-312 (2007).
30. A. S. Makarious, I. I. Bashter, Abdo A. El-Sayed, M. Samir Abdel Azim, W. A. Kansouh (1996) Ann. Nucl. Energy, 23, 3, 195-206 (1996).
31. M. Marks, D. Jóźwiak-Niedźwiedzka, M. A. Glinicki, Automatic categorization of chloride migration into concrete modified with CFBC ash, Int. J. Computers and Concrete, 9, 5, 393-405 (2012).
32. S. Mindess, J. F. Young, D. Darwin, Concrete, 2nd ed., Prentice Hall 2003.
33. S. M. J. Mortazavi, M. A. Mosleh-Shirazi, N. Raadpeyl, M. Baradaran-Ghahfarokhi, High-performance heavy concrete for multi-purpose shield. Oxford Journals on-line, October 2010.
34. D. Mostofinejad, M. Reisi, A. Shirani, Mix design effective parameters on c-ray attenuation coefficient and strength of normal and heavyweight concrete. Construction and Building Materials, 28, 224–229 (2012).
35. D. J. Naus, C. B. Oland, B. R. Ellingwood, H. L. Graves III, W. E. Norris, Aging management of containment structures in nuclear power plants. Nuclear Engineering and Design, 166, 367-379 (1996).
36. D. J. Naus, ed. (1999) Considerations for use in managing the aging of nuclear power plant concrete structures. RILEM Report 19 (1999).
37. D. J. Naus, The management of aging in nuclear power plant concrete structures, JOM, 61, 7, 35-41, July 2009.
38. A. M. Neville, Properties of Concrete, Pitman 1963.
39. D. R. Ochbelagh, S. A. Khani, H. G. Mosavinejad, Effect of gamma and lead as an additive material on the resistance and strength of concrete. Nuclear Engineering and Design 241, 2359-2363 (2011).
40. E. Pohl, Technika jądrowa w budownictwie. Arkady, Warszawa 1967.
41. W. Szteke, E. Hajewska, W. Biłous, M. Przyborska, A. Malczyk, J. Wasiak, M. Wieczorkowski, Z. Rozenblicki, Badanie betonów stosowanych w technologiach jądrowych, IEA Polatom, Raport A 145,73-79 (2010).
42. I. B. Topçu, Properties of heavyweight concrete produced with barite. Cem. Concr. Res., 33, 6, 815-822 (2003).
43. Y. Yarar, Activation characteristics of concrete shields containing colemanite. J. of Nuclear Materials, 233-237, 1511-1515 (1996).
44. Y. Zheng, H. Li, Evaluation of protective quality of prestressed concrete containment buildings of nuclear power plant. J. Cent. South. Univ. Technol., 18, 238-243 (2011).
45. International Atomic Energy Agency (IAEA), P.O. Box 100, Wagramer Strasse 5, A-1400 Vienna, Austria, Official.Mail@iaea.org

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-86bc2b61-d50e-4440-96f8-4921e16ee358