ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕЛЕНИЯ ТРАНСАКТИНИДОВ НА СВЗ-100 Фурсов Б.И. Директор Отделения 1 - Института ядерной и нейтронной физики ГНЦ 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 (5)7 (3) 30 (10) Pu (10) 10 (5)40 (30) Am (5) 30 (10) Am-242m30 (10) 15 (5)40 (30) Am (10) 10 (5)30 (30) Cm (10) 20 (5)30 (30) Cm (10) 15 (5)30 (30) Cm (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, = 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 ,32±0,04 m=4.51±0.09 µg Cm-245 – 98.48±0,01 m = 3.06±0.09 µg U-236 – ±0.005 m=1.6 mg U-238 – m=1.5 mg Pu-239 – ±0,001 m= 17÷550 µg

Амплитудные спектры камер деления

СЕЧЕНИЕ ДЕЛЕНИЯ U-236 – 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

Am-242m resonance energy range Приведенное сечение деления Am-242m от 0.8 эV to 30 kэВ. – СВЗ-100; – [ENDF-B7]; – [Browne], – [Dabbs ]; – [Kai].

СЕЧЕНИЕ ДЕЛЕНИЯ Cm-243 В ЭПИТЕПЛОВОЙ ОБЛАСТИ

Сечение деления Сm-243 в резонансной области

Сечение деления Сm-244

Сечение деления Cm-244

Сечение деления Cm-244 в эпитепловой области

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 ].

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