Авторы
Вайвод А.А., Юдов А.А., Сергина Д.И., Касьянов С.Ю., Прокопьев Д.А., Костенко И.И.
Организация
Федеральное государственное унитарное предприятие «Российский Федеральный Ядерный Центр – Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина», Cнежинск, Россия
Юдов А.А. – начальник лаборатории, кандидат физико-математических наук. Контакты: Снежинск Челябинской области, ул. Васильева, д. 13. E-mail:
Вайвод А.А. – инженер-исследователь.
Сергина Д.И. – инженер-исследователь.
Касьянов С.Ю. – инженер-исследователь.
Прокопьев Д. А. – инженер-исследователь.
Костенко И.И. – начальник группы, кандидат физико-математических наук.
Аннотация
В статье представлены результаты критических экспериментов и экспериментов по прохождению нейтронов, проведенных на стенде для критических сборок ФКБН-2 в период с 2017 по 2019 годы. Эксперименты проводились c размножающими системами из высокообогащенного урана с торцевыми отражателями из гидрида лития-6, гидрида лития-7, дейтерида лития-6.
В критических экспериментах определялась величина зазора между частями размножающей системы, соответствующего критическому на запаздывающих нейтронах состоянию при различных значениях толщины торцевого отражателя (от 0,5 до 12 см).
Урановые размножающие системы с торцевыми отражателями из гидрида лития-7 и дейтерида лития-6 использовались также для проведения экспериментов по исследованию прохождения нейтронов спектра деления. В ходе экспериментов проводилось облучение нейтронно-активационных детекторов на основе никеля, индия, титана, алюминия и меди, размещенных в фиксированных позициях между дисками торцевого отражателя на расстоянии 0; 0,5; 1; 1,5; 2; 3; 4; 6; 8; 10; 12 см от поверхности уранового диска верхней части. Облучение проводилось на мощности ~25–30 Вт в течение 1–1,5 часов. В экспериментах определялись активационные интегралы – числа взаимодействий нейтронов, нормированные на одно ядро изотопа-мишени.
Для нормировки результатов, полученных в разных экспериментах, в размножающую систему дополнительно устанавливался детектор-монитор из никеля. Он помещался в фиксированную позицию на центр верхнего диска нижней части системы.
Используя полученные результаты определялись спектральные индексы (отношения нормированных значений активационных интегралов детекторов различных типов к нормированным значениям активационных интегралов детекторов из никеля), дающие информацию о спектре нейтронов.
Эксперименты проводились с целью валидации библиотек ядерно-физических констант, используемых в программах нейтронно-физических расчетов.
Ключевые слова
бэнчмарк-эксперименты, высокообогащенный уран, гидрид лития, размножающая система, стенд для критических сборок, энергетический спектр нейтронов деления, нейтронно-активационный метод, нейтронно-активационные детекторы, гамма-спектрометрия, активационный интеграл, спектральные индексы
УДК 539.125.5
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2023, № 3, c. 7–17