DOI: 10.55176/2414-1038-2020-1-14-24
Авторы
Онегин М.С.
Организация
ФГБУ «Петербургский институт ядерной физики имени Б.П. Константинова» Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», Гатчина, Россия
Онегин М.С. – старший научный сотрудник, кандидат физико-математических наук. Контакты: 188300, Гатчина, Ленинградская обл., Орловая роща 1. Тел.: (81371) 4-65-29; e-mail:
Аннотация
Рассматривается наработка изотопов эйнштейния и берклия в высокопоточном реакторе ПИК. В настоящее время проектируется устройство активной зоны реактора для штатной эксплуатации. В активной зоне реактора в дополнении к центральному экспериментальному каналу могут быть организованы места для облучения ампул с изотопами. Проводится сравнение условий облучения в центральной водной полости и активной зоне реактора. Для этого сравниваются спектры нейтронов, плотности потоков нейтронов, а также рассчитываются усредненные по спектру сечения основных ядерных реакций влияющих на наработку конечных изотопов. Проводится аппроксимация основных сечений реакций с использованием теплового сечения, резонансного интеграла и факторов Весткотта. Для реалистичных мишеней из кюрия и калифорния рассчитывается количество наработанного эйнштейния и берклия, а также проводится сравнение скоростей наработки в активной зоне и центральной водной полости. Проводится верификация расчетов по коду MCNP по наработке изотопов аналитическими расчетами, а также расчетами по программе SCALE. Показано, что в активной зоне реактора количество наработанных изотопов эйнштейния и берклия может быть больше в 4–5 раз на тоже количество сырьевых изотопов, однако при этом для наработки в активной зоне требуется приблизительно вдвое большее время. Обсуждаются основные неопределенности константного обеспечения, которые влияют на расчет скорости наработки эйнштейния в мишени. Основную неопределенность по наработке относительно долгоживущего изотопа Es-254 вносят неопределенности сечений взаимодействия нейтронов с ядром Es-253, особенно изомерного отношения для реакции радиационного захвата нейтрона.
Ключевые слова
Эйнштейний, берклий, высокопоточный реактор, производство изотопов, изомерное отношение, спектр нейтронов, мишени для трансмутации, сечение радиационного захвата, сечение деления, резонансный интеграл
УДК 539.125.52
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2020, выпуск 1, 1:2