Кратко и по сути — возможные причины, механизмы и оперативные/долгосрочные меры.
1) Возможные источники и механизмы образования аномально высокого нейтронного потока
- Прямые потери пучка на конструкции (мишень, коллайдер, коллайдерный стоп, вакуумное окно, колиматор): высокая плотность энергии → спалляция/реакции $(p,n)$, $(d,n)$, спалляция на высоко-Z → много быстрых нейтронов.
- Фотонные нейтроны: интенсивное тормозное излучение (брэмсстраhlung) при энергиях выше порога фотонейтронной реакции $\sim 10-15\mathrm{MeV}$ даёт реакции $(\gamma ,n)$.
- Реакции второго порядка при больших энергиях: $(n,2n)$, множественные спалляционные каналы — умножение быстрых нейтронов при падающих энергиях $\gtrsim 7\mathrm{MeV}$.
- Попадание пучка на материалах, содержащих легкие элементы + отражатели/модераторы → замедление быстрых нейтронов и термальные нейтроны; возможна лучевая “умножающая” геометрия (модератор + большой объём).
- Активация материалов («горячие» участки): длительная потеря пучка даёт накопление вторичных нейтронов и гаммы.
- Попадание на присутствующие легкоподвижные/дуры (фолдинг, швы, каналы) — нейтронный стриминг через вентиляционные/технологические каналы.
- Поломки/сбой в системе управления/наводках (неисправность магнитов, рассинхронизация) — неконтролируемые удары пучка по конструкциям.
- Наличие плохо учтённого делящегося/псевдо-делящегося материала рядом (крайне редко) — под действием быстрых нейтронов возможна индуцированная деление и дополнительная генерация нейтронов.
- Воздушная активация/поток вторичных излучений (например ${}^{41}\mathrm{Ar}$, ${}^{16}\mathrm{N}$) при интенсивном потоке.
2) Срочные меры (немедленно)
- Остановить пучок / выдать ключевую команду «beam stop» и удерживать в отключённом состоянии до выяснения причин.
- Эвакуировать неоперативный персонал из зоны, ограничить доступ; установить контроль доступа.
- Сообщить ответственному по радиационной безопасности и дежурному инженеру; включить аварийные протоколы.
- Измерить дозовые показатели дистанционно (стационарные датчики, переносные нейтронные счётчики, REM-метры, дозиметры персонала). Не входить в зону без ппд (защитная экипировка) и измерений.
- При подозрении на воздушную активацию — отключить вытяжную систему (или следовать процедурe локальной установки), предотвратить распространение заражённого воздуха, использовать фильтрацию, замер активности воздуха.
3) Диагностика (параллельно и после остановки)
- Проверить журналы и параметры пучка: энергия, ток, профиль, локальные приборы контроля потерь, состояние магнитов, вакуум, термопары, камеры видеонаблюдения.
- Просмотреть сигналы мониторинга потерь/интерлоков: локализация места потери по датчикам.
- Быстрое картирование: переносные нейтронные счётчики, Bonner spheres или радиационные пузырьковые детекторы для оценки спектра и потока; гамма-сканер для активации.
- Отбор проб активации (фольги золота/индия и др.) для спектрального анализа методом активации.
- Оценить возможность образования потоков через каналы/штрабы — проверить все технологические проходы и отверстия.
4) Оценка риска и критерии действий (ориентировочно)
- Если измеренный эквивалентный дозный поток (внешний) превышает уровни тревоги/локальные лимиты — действовать согласно регламенту. Рекомендуемые ориентиры (приближённо): остановить работу и эвакуироваться при уровне > $1mSv/h$; немедленная экстренная эвакуация и оповещение при > $10mSv/h$. Для предупреждения — повышенное внимание при > $0.1mSv/h$. (Следовать местным нормативам и лимитам РРО.)
5) Временные (короткий срок) контрмеры
- Усилить локальное (экстренное) экранирование: водо-/полиэтиленовые блоки, борсодержащий полиэтилен (borated polyethylene) для захвата замедлённых нейтронов; при необходимости — комбинация высоко-Z (свинец/сталь) для гамма + модератор + бор для термалов.
- Закрыть технологические каналы/щели, временно отключить/перенаправить вентиляцию, установить барьеры.
- Восстановить корректное управление пучком: перенастройка и проверка систем коллимирования и стереотриггеров, проверка межблокировок.
6) Долгосрочные исправления и профилактика
- Ремонт/замена повреждённых компонентов (мишени, коллиматоры, вакуумные окна) с дистанционной обработкой и учётом активации.
- Усиление стационарного экранирования в направлении источника нейтронов и по каналам распространения (гидрогенсодержащее + бор).
- Установка/калибровка дополнительных датчиков потерь и нейтронных мониторов; улучшение системы интерлоков и автоматического останова на превышении потерь.
- Анализ и оптимизация режимов работы (снижение токов/энергии при необходимости), улучшение управления пучком и систем защиты от рассинхронизаций.
- Пересмотр эксплуатационных процедур, учёт возможных сценариев стриминга и добавление протоколов по вентиляции и фильтрации воздуха.
- Обучение персонала, аварийные тренировки, обновление плана реагирования.
7) Измерения и инструменты (рекомендуемые)
- Стационарные нейтронные мониторы с быстрым оповещением; переносные REM-метры; Bonner-sphere система для спектра; активируемые фольги (Au, In) — для определения спектра и потока; газовые счётчики He-3 / BF3 (модерированные) или сцинтилляционные детекторы для быстрых нейтронов; дозиметры персонала.
- Тщательная метрологическая аттестация датчиков перед повторным вводом в работу.
8) Документация и отчётность
- Зафиксировать событие: время, режимы пучка, показания датчиков, принятые меры, персонал в зоне. Провести расследование причин (root-cause analysis), подготовить отчёт и при необходимости уведомить регулятор.
Короткая сводка действий сейчас: остановить пучок → эвакуировать/ограничить доступ → вызвать RPO/дежурных → выполнить дистанционные замеры → локализовать источник потерь → принять временное экранирование/изоляцию → провести подробное расследование и устранение.