EDN: JJHYLY
Авторы
Титаренко Ю.Е.1, Медников И.В.1, Батяев В.Ф.1, Павлов К.В.1, Титаренко А.Ю.1, Легостаев В.О.1, Живун В.М.1, Зарицкий Я.О.1, Ковалишин А.А.1, Давиденко В.Д.1, Кутеев Б.В.1, Кащук Ю.А.2, Мещанинов С.А.2, Обудовский С.Ю.2
Организация
1 Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», Москва, Россия
2 Частное учреждение «ИТЭР-Центр», Москва, Россия
Титаренко Ю.Е.1 – начальник лаборатории, доктор физико-математических наук, профессор. Контакты: 117218, Россия, Москва, ул. Большая Черемушкинская, д. 25. Тел.: (916) 659-99-27; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Медников И.В.1 – заместитель руководителя комплекса.
Батяев В.Ф.1 – старший научный сотрудник, кандидат физико-математических наук.
Павлов К.В.1 – ведущий научный сотрудник, кандидат физико-математических наук.
Титаренко А.Ю.1 – старший научный сотрудник, кандидат физико-математических наук.
Легостаев В.О.1 – начальник лаборатории.
Живун В.М.1 – старший научный сотрудник, кандидат физико-математических наук.
Зарицкий Я.О.1 – лаборант.
Ковалишин А.А.1 – заместитель директора по ядерным технологиям, доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН.
Давиденко В.Д.1 – руководитель отделения, доктор физико-математических наук.
Кутеев Б.В.1 – заместитель руководителя отделения токамаков по гибридным системам, доктор физико-математических наук, профессор.
Кащук Ю.А.2 – начальник отдела, кандидат физико-математических наук.
Мещанинов С.А.2 – научный сотрудник.
Обудовский С.Ю.2 – научный сотрудник.
Аннотация
Дано описание установки и методологии проведения активационных бенчмарк экспериментов для измерения спектральных индексов. В качестве источника термоядерных нейтронов использовался нейтронный генератор НГ-24М, который, излучает нейтроны с энергией ~14,1 МэВ, а в качестве экспериментальных образцов – образцы с известным изотопным и химическим составом. Регистрация продуктов (n, 2n), (n, p), (n, pn), (n, α), (n, n'γ) и (n, γ) реакций осуществлялась с использованием двух γ-спектрометров на базе коаксиальных HP детекторов типа GC2518 и одного планарного детектора – GUL 0110. Для измерения короткоживущих продуктов реакций применялся спектрометр с сцинтиллятором LaBr3(Ce). Абсолютная эффективность регистрации спектрометров определялась с применением аттестованные образцовых спектрометрических гамма-источников, сертифицированных в ВНИИМ им. Д.И. Менделеева. Процедура измерений облученных образцов полностью автоматизирована с помощью разработанных установок смены образцов УСО-45 и УСО-48. Обработка γ-спектров осуществлялась с использовалась программы GENIE2000. Для накопления и хранения первичной информации, идентификации образовавшихся радиоактивных продуктов и вычисления независимых и/или кумулятивных скоростей реакций применялась программа SIGMA. Представлены размеры и состав материалов элементов установки, необходимые для создания математической модели, используемой для транспортных расчетов.
Ключевые слова
термоядерная установка, 233U–232Th топливный цикл, бланкет, нейтронный генератор
НГ-24M, кумулятивные/независимые скорости реакций, экспериментальные образцы, коаксиальные/планарные HP детекторы, продукты пороговых (n, 2n), (n, p), (n, pn), (n, α), (n, n'γ) реакций и реакций радиационного захвата (n, γ), установка смены образцов
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
- Shpanskiy Y.S. and DEMO-FNS Team. Progress in the design of the DEMO-FNS hybrid facility. Nuclear Fusion, 2019, vol. 59, no. 7, 076014. DOI: https://doi.org/10.1088/1741-4326/ab14a8.
- Kuteev B.V., Shpanskiy Y.S. and DEMO-FNS Team. Status of DEMO-FNS development. Nuclear Fusion, 2017, vol. 57, no. 7, 076039. DOI: https://doi.org/10.1088/1741-4326/aa6dcb.
- Azizov E.A. et al. Tokamak DEMO-FNS: concepts of magnet system and vacuum chamber. Problems of Atomic Science and Technology Series: Thermonuclear Fusion, 2015, vol. 38, no. 2, pp. 5–18. DOI: https://doi.org/10.21517/0202-3822-2015-38-2-5-18.
- Batistoni P., Angelone M., Fischer U., Klix A., Kodeli I., Leichtle D., Pillon M., Pohorecki W., Villari R. Neutronics experiments for uncertainty assessment of tritium breeding in HCPB and HCLL blanket mock-ups irradiated with 14 MeV neutrons. Nuclear Fusion, 2012, vol. 52, p. 083014.
- Seidel K., Batistoni P., Fischer U., Freiesleben H., Klix A., Leichtle D., Poenitz E., Unholzer S., Villari R. Measurement and analysis of neutron and gamma-ray flux spectra in a neutronics mock-up of the HCPB test blanket module. Fusion Engineering and Design, 2007, vol. 82, pp. 2212–2216.
- Batistoni P., Angelone M., Bettinali L., Carconi P., Fischer U., Kodeli I., Leichtle D., Ochiai K., Perel R., Pillon M., Schaferd I., Seidel K., Verzilov Y., Villari R., Zappa G. Neutronics experiment on a helium cooled pebble bed (HCPB) breeder blanket mock-up. Fusion Engineering and Design, 2007, vol. 82, pp. 2095–2104.
- Ikeda Y. et al. Joint Report of JAERI/USDOE Collaborative Program of Fusion Neutronics-Induced Radioactivity Measurements in Fusion Neutron Environment. JAERI-M03-018 164. Japan Atomic Energy Research Institute, 1993.
- Titarenko Yu.E., Pavlov K.V., Titarenko A.Yu., Legostaev V.O., Zhigulina M.A., Khalikov R.S., Zhivun V.M., Kulevoy T.V., Kovalishin A.A., Dudnikov A.A., Blandinskiy V.Yu., Davidenko V.D., Ioannisian M.V., Belousov V.I., Dyachkov I.I., Chernov K.G., Malkov M.R., Kuteev B.V., Kashchuk Yu.A., Meshchaninov S.A., Obudovsky S.Yu., Stankovskiy A.Yu., Konobeyev A.Yu. Benchmark Experiments for Verification of Nuclear Data Libraries for Designing Fusion Blankets. Fusion Science and Technology, 2022, vol. 78, pp. 549–572.
- Titarenko Yu.E., Ananev S.S., Batyaev V.F., Belousov V.I., Blandinskiy V.Y., Chernov K.G., Davidenko V.D., Dudnikov A.A., Dyachkov I.I., Ioannisian M.V., Kovalishin A.A., Khripunov V.I., Kuteev B.V., Legostaev V.O., Malkov M.R., Pavlov K.V., Titarenko A.Yu., Zhigulina M.A., Zhivun V.M., Kashchuk Y.A., Meshchaninov S.A., Obudovsky S.Y., Stankovskiy A.Y., Konobeyev A.Yu. Radiation and Nuclear Physics Aspects of the Use of the Thorium Fuel Cycle in a Hybrid Fusion Facility Blankets. Fusion Science and Technology, 2023, vol. 79, issue 2, pp. 117–134. DOI: https://doi.org/10.1080/15361055.2022.2121525.
- Syromukov S.V., Stepnov V.V., Dobrov R.V., Sysoev V.I., Mel'nik A.V., Bogatikov K.V., Starostin A.N., Letichevskii R.D. NG-24 neutron generator for nuclear medicine and fusion research. At. Energy, 2015, vol. 119, issue 1, pp. 68–71.
- Kormilitsyn T.M. et al. Study of the Neutron Flux of NG-24M Neutron Generator. Proc. of the International Scientific Conf. CPT1617, 2017, p. 229.
- Titarenko Yu.E., Batyaev V.F., Karpikhin E.I., Mulambetov R.D., Koldobsky A.B., Zhivun V.M., Mulambetova S.V., Lipatov K.A., Nekrasov Yu.A., Belkin A.V., Alexeev N.N., Schegolev V.A., Goryachev Yu.M., Luk'yashin V.E., Firsov E.N. Experimental and Theoretical Study of the Yields of Residual Product Nuclei in Thin Targets Irradiated by 100–2600 MeV Protons. IAEA, Nuclear Data Section, Wagramer Strasse 5, A-1400 Vienna, INDC(CCP)-434, September 2002. Available at: http://www-nds.iaea.org/publications/indc/indc-ccp-0434.pdf (accessed 16.05.2023).
- Storm E., Israel H.I. Photon cross section from 1 keV to 100 MeV for elements Z=1 to Z=100. Atomic Data and Nuclear Data Tables, 1970, vol. 7, issue 6, pp. 565–681. DOI: https://doi.org/10.1016/S0092-640X(70)80017-1.
- BIPM JCGM 100:2008, GUM 1995 with minor corrections, in: Evaluation of Measurement Data – Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement, first ed., 2008.
- www.sigmaaldrich.com, CAS Numbers: 7440-02-2, 7429-90-5, 7440-48-4, 7440-32-6, 7439-89-6, 7440-74-6. www.goodfellow.com, Artikel-Nrs: ZR000300/4, CD000240/4, MG000300/23. https://www.acros.com/, CAS Number: 7440-30-4. Медь-63 98,50–99,80 % металл; http://www.isotop.ru/view/1854/. Медь-65 99,00–99,70% металл; http://www.isotop.ru/view/1855/. Цинк-64 87,00–99,90 % металл; http://www.isotop.ru/view/1856/ (accessed 16.05.2023).
- Genie™ 2000 Gamma Analysis Software. Mirion Technologies (Canberra), Inc.
- Zhivun V.M. and Titarenko Yu.E. Certificate of State Registration of the Program for PC. No. 2015617025, Rospatent Federal Service for Intellectual Property, 2015.
УДК 539.172.4
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2023, № 2, c. 60–73
