ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕЛЕНИЯ ТРАНСАКТИНИДОВ НА СВЗ-100 Фурсов Б.И. Директор Отделения 1 - Института ядерной и нейтронной физики ГНЦ РФ «Физико-энергетический институт. - презентация

1 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 »

2 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).

3 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)

4 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.

5 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

6 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

7 СПЕКТРОМЕТР ПО ВРЕМЕНИ ЗАМЕДЛЕНИЯ НЕЙТРОНОВ В СВИНЦЕ СВЗ-!))

8 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

9

10 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

11 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

12 Амплитудные спектры камер деления

13 СЕЧЕНИЕ ДЕЛЕНИЯ U-236 – ENDF/B-7 data; – present work; – [Cramer ], … – [Muradyan ], – [Parker]

14 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

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

16 СЕЧЕНИЕ ДЕЛЕНИЯ Cm-243 В ЭПИТЕПЛОВОЙ ОБЛАСТИ

17 Сечение деления Сm-243 в резонансной области

18 Сечение деления Сm-244

19 Сечение деления Cm-244

20 Сечение деления Cm-244 в эпитепловой области

21 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 ].

22 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.

23 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