ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕЛЕНИЯ ТРАНСАКТИНИДОВ НА СВЗ-100
Post on 19-Mar-2016
78 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕЛЕНИЯ ТРАНСАКТИНИДОВ НА СВЗ-100
Фурсов Б.И.Директор Отделения 1 - Института ядерной и
нейтронной физикиГНЦ РФ «Физико-энергетический институт имени
А.И.Лейпунского»
Перспективные ядерные технологии, требующие "новых" ядерных данных:
Достижение повышенного выгорания ядерного топлива для всех типов реакторов.
Использование энергетического и излишков оружейного плутония.
Замыкание ядерного топливного цикла.
Трансмутация младших актинидов в быстрых реакторах-выжигателях и в системах, управляемых ускорителем (ADS).
Достигнутые и требуемые (в скобках) точности сечений важнейших младших
актинидов
Нуклид Захват, %
Деление %
Неупругое рассеяние, %
Np-237 15 (5) 7 (3) 30 (10)
Pu-238 25 (10) 10 (5) 40 (30)
Am-241 10 (5) 10 (5) 30 (10)
Am-242m 30 (10) 15 (5) 40 (30)
Am-243 30 (10) 10 (5) 30 (30)
Cm-242 50 (10) 20 (5) 30 (30)
Cm-243 50 (10) 15 (5) 30 (30)
Cm-244 30 (20) 10 (5) 30 (30)
ВЫВОДЫ• Для принципиального повышения точности
ядерных данных для МА необходимо:
• проведение измерений сечений деления МА;
• проведение теоретических расчетов и оценка других парциальных сечений;
• подготовка полных файлов ядерных данных.
Задачи ГНЦ РФ-ФЭИ
• Радиохимическая очистка МА• Изготовление делящихся образцов• Измерение чисел делящихся ядер• Подготовка многосекционных камер
деления и детекторной электроники• Участие в измерениях на СВЗ • Обработка результатов измерений
Перечень МА
• Am-241 Am-242m Am-243• Cm-243 Cm-244 Cm-245• Cm-246 Cm-247 Cm-248
• Энергия нейтронов: 0,1 эВ - 20 кэВ
СПЕКТРОМЕТР ПО ВРЕМЕНИ ЗАМЕДЛЕНИЯ НЕЙТРОНОВ В СВИНЦЕ СВЗ-!))
СВЗ-100
• Свинец – сверхчистый (99.996%)• Масса каждого блока ~ 1 т• Поверхность блоков специально
обработана• Мишень – свинец, охлаждаемый воздухом• Длина – 3.3 м• Ширина – 1.62 м• Высота– 1.79 м• Стальная платформа на высоту 66 cм над
бетонным полом
ХАРАКТЕРИСТИКИ СПЕКТРОМЕТРА• Энергия протонов (MMФ) = 209 MэВ• t = 0.5÷2 µs• f = 50 Hz• Ток в импульсе = 8÷10 mA, <I> = 8÷10 µA• Энергетическое разрешение ~ 35 %• Электроника позволяет проводить временной
и амплитудный анализ делений во временном интервале до18 ms.
• Детекторная система является многосекционными камерами деления, размещенными в операционных каналах СВЗ-100 на расстоянии 120 см от центра источника нейтронов
Делящиеся образцы
Изотопная композиция делящихся образцов (атомных %):
• Am-242m – 80.89±0,09 m = 3.44 µg • Cm-244 - 99,32±0,04 m=4.51±0.09 µg • Cm-245 – 98.48±0,01 m = 3.06±0.09 µg • U-236 – 99.845±0.005 m=1.6 mg• U-238 – 99.999 m=1.5 mg• Pu-239 – 99.994±0,001 m= 17÷550 µg
Амплитудные спектры камер деления
0 100 200 300 400 500
1
10
102
103
104
N
( V
)
Амплитуда , V
244Cm 235U 239Pu
СЕЧЕНИЕ ДЕЛЕНИЯ U-236
0.001 0.01 0.1 1 10
1
10
102
103
104
236U (n , f )
(
E ) ,
mb
E n , keV
< bomb > < ENDF/B7 > Muradyan Parker , LANL INR + IPPE
– ENDF/B-7 data; ○– present work; ○– [Cramer ], … – [Muradyan ], ─ – [Parker]
Am-242m epithermal neutrons
The reduced fission cross-section of Am-242m (top) and Cm-245 (bottom)) from 10 mэВ to 1 эВ.
○ – СВЗ –100; ─ – ENDF/B-7]; – Dabbs; -·- – Kai; ◊ – 25.3 meV (IAEA); ○ – Browne
0.01 0.1 1102
103
245Cm
242mAm
s(
E n ) E1/
2 , бн
эВ1/2
En , эВ
Am-242m resonance energy range
Приведенное сечение деления Am-242m от 0.8 эV to 30 kэВ.
○ – СВЗ-100; ─ – [ENDF-B7]; – [Browne], – [Dabbs ]; ◊– [Kai].
0.001 0.01 0.1 1 10200
400
600
(En) E
1/2 ,
бн э
В1/2
En , кэВ
СЕЧЕНИЕ ДЕЛЕНИЯ Cm-243 В ЭПИТЕПЛОВОЙ ОБЛАСТИ
1E-4 1E-3 0.01
102
103 thermal <JEFF-3.1> JEFF-3.1 ИЯИ + ФЭИ
243Cm
v(E
),
бэВ
1/2
E , кэВ
Сечение деления Сm-243 в резонансной области
0.01 0.1 1 10
200
400
600
<JEFF-3.1> ИЯИ + ФЭИ <bomb-76>
243Cm
v(E
),
б*эВ
1/2
E , кэВ
Сечение деления Сm-244
10-4 10-3 10-2 10-1 1 10 10210-2
10-1
1
10
<ENDF/B-VII> <bomb> RINS our data
244Cm
<v>(
E),
beV1/
2
E, keV
Сечение деления Cm-244
10-2 10-1 1 10 102
1
10
<ENDF/B-VII> <bomb> RINS our data
244Cm
<v>(E), beV1
/2
E, keV
Сечение деления Cm-244 в эпитепловой области
1 10 10010-2
10-1
1
10 244Cm
<
v> (
E ) ,
бн
эВ1/
2
E , эВ
<ENDF/B7> ENDF/B7 experiment fit
Cm-245 resonance neutrons
Сечение деления Cm-245 от 0.5 эV to 20 kэV.
○ – СВЗ-100 [3]; ─ – ENDF/B-7 [4]; ◊ – LSDS-44 [Gerasimov]; – [White]; ○ – [Moore ].
1 10 102 103 104
102
103
(E n) E
1/2 ,
бн э
В1/2
En , эВ
Заключение• Использование СВЗ-100 позволило провести
измерение сечений деления U-236, Am-242m, Cm-243, Cm-244 и Cm-245 в диапазоне энергии нейтронов от 0.03 эВ до 20 кэВ.
• По сравнению с первыми сеансами, оперативный диапазон был расширен в область эпитепловых нейтронов.
• Новые результаты настаивают на ревизии принятых оценок разных стран для всех сечений деления изученных ядер.
• Результаты опубликованы в 10 научных трудах.• Проведение еще одного сеанса позволит
получить новые результаты для Am-241, Am-243, Cm-247, Cm-248 и внести уточнения в уже полученные данные.
ОСНОВНЫЕ ИСПОЛНИТЕЛИ• ИЯИ РАН: Коллектив ММФ, А.А.Алексеев, А.А.Бергман, А.И.Берлев, Э.А.Коптелов
• ГНЦ РФ-ФЭИ: Б.Ф.Самылин, А.М.Труфанов, Б.И.Фурсов, В.С.Шорин
top related