ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ
ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы


Расширенное продолжение серии: Ядерные константы c 1971 года
ISSN 2414-1038 (online)

Авторы

Бежунов Г.М., Рыков Н.С., Рязанов Б.Г.

Организация

АО «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия

Бежунов Г.М. – ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: (484) 399-43-22; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
Рыков Н.С. – инженер-исследователь.
Рязанов Б.Г. – начальник отдела, кандидат физико-математических наук.

Аннотация

Разработана, изготовлена и испытана система для измерений массы делящихся нуклидов (ДН) в твердых радиоактивных отходах (ТРО) в контейнерах до 200 литров. Измерительная система включает импульсный нейтронный генератор (ИНГ) с выходом нейтронов 2·108 нейтр./с, замедляющий нейтроны блок со счетчиками надкадмиевых нейтронов и измерительной камерой для контейнеров до 200 л, временной анализатор импульсов, персональный компьютер с программой накопления и обработки временных спектров импульсов от регистрации нейтронов.
Выполнены экспериментальные и расчетные исследования для моделей контейнеров с ТРО объемом 120 и 211 л с матрицами из кварцевого песка, графита и бумаги различной плотности с содержанием ДН в количестве от 0,01 до 100 г с использованием стандартных или хорошо охарактеризованных образцов с различным обогащением по U-235 (от 5 до 90 %) и СО на основе плутония, различным химическим составом (диоксид, раствор уранилнитрата, окись-закись), различных геометрических размеров, размещаемых гомогенно или гетерогенно по объему контейнера.
Определены параметры измерительной системы, включая значения отклика в единицах отсчетов в секунду на грамм ДН в контейнере и на нейтрон ИНГ. Время измерений при частоте запуска ИНГ 20 Гц с выходом нейтронов ~107 нейтр./импульс составляет от 100 до 300 с. Нижний предел измерений массы U-235 для типичных матриц ТРО составляет 0,01 г на контейнер.
Оценено влияние различных факторов на результаты измерений: влагосодержания матрицы, химического состава и плотности матриц, массовой доли U-238 в уране, гетерогенности расположения ДН по пространству, наличия внутренних источников нейтронов.
Измерения массы делящихся нуклидов в контейнерах с помощью разработанной системы возможны для случая присутствия в контейнере спонтанных источников нейтронов с интенсивностью до 5·107 нейтр./с на контейнер.

Ключевые слова
твердые радиоактивные отходы, делящиеся нуклиды, активный нейтронный метод, импульсный нейтронный генератор, Не-3 детекторы, временной анализ, мгновенные нейтроны деления, эффективность регистрации нейтронов, MCNP, высокоактивные отходы

Полная версия статьи (PDF)

Список литературы

УДК 621.039:53.082.79

Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2021, выпуск 3, 3:4