EDN: EIBJPR
Авторы
Жемков И.Ю., Набойщиков Ю.В.
Организация
Акционерное общество «Государственный научный центр – Научно-исследовательский институт атомных реакторов», Димитровград, Россия
Жемков И.Ю. – начальник управления перспективных разработок, доктор технических наук. Контакты: 433510, Ульяновская обл., Димитровград, Западное шоссе, д. 9. Тел.: (84235) 7-92-52; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Набойщиков Ю.В. – начальник инженерно-физической лаборатории
Аннотация
При облучении в ядерном реакторе в топливе образуются минор-актиниды. Несмотря на малую долю, именно они определяют долговременную активность и радиотоксичность отработавшего ядерного топлива. При переработке отработавшего ядерного топлива и замыкании ядерного топливного цикла одной из основных проблем является обращение с минор-актинидами. Облучение в реакторах на быстрых нейтронах основных минор-актинидов (Am, Np), определяющих долговременную радиационную опасность, позволит перевести их в нуклиды с меньшим периодом полураспада и, соответственно, с меньшей опасностью.
Представлены результаты расчетных исследований эффективности выжигания и возможности уменьшения радиационной опасности америция и нептуния при их облучении в различных спектрах нейтронов реакторов на быстрых нейтронах.
Выполненные оценочные расчеты показали, что эффективность выжигания минор-актинидов в промежуточном спектре нейтронов, которое может быть организовано в боковом экране реактора на быстрых нейтронах, значительно выше, чем при облучении в быстром спектре нейтронов. Для снижения радиационной опасности минор-актинидов необходимо их облучение до выгорания не менее 80 %, что в промежуточном спектре нейтронов теоретически можно обеспечить за один цикл, а в быстром спектре нейтронов необходим многократный рецикл минор-актинидов.
Ключевые слова
минор-актиниды, америций, нептуний, сечения деления, сечения захвата нейтронов, выжигание, трансмутация, активность, мощность эквивалентной дозы, радиотоксичность, энерговыделение, реактор на быстрых нейтронах, спектр нейтронов
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
- Жемков И.Ю., Ижутов А.Л., Набойщиков Ю.В., Тузов А.А. Гетерогенное выжигание минор-актинидов в реакторе на быстрых нейтронах. Сборник аннотаций докладов Отраслевой конференции «Замыкание топливного цикла ядерной энергетики на базе реакторов на быстрых нейтронах 2020». Сочи, Россия, 1–2 октября 2020, с. 36.
- Жемков И.Ю., Ишунина О.В. Трансмутация как способ уменьшения высокоактивных отходов в ядерной энергетике. Физические проблемы эффективного использования и безопасного обращения с ядерным топливом: Материалы XI семинара по проблемам физики реакторов. Москва, 4–8 сентября 2000, с. 191–193.
- Жемков И.Ю. Трансмутация младших актинидов как способ уменьшения высокоактивных отходов в ядерной энергетике. Сборник трудов АО ГНЦ НИИАР, 2020, № 4, с. 10–18.
- Жемков И.Ю., Усынина С.Г. Выгорание актинидов в реакторе на быстрых нейтронах: эксперимент и расчет. Известия вузов. Ядерная энергетика, 1994, № 4–5, с. 30–34.
- Izhutov A.L., Zhemkov I.Yu., Naboishchikov Yu.V. Potential Capabilities of Operating Reactor BOR-60 and Reactor MBIR under Construction to Perform Experiments on Transmutation of Minor Actinides. Report WorkGroup EGIEMAM-II NEA-OECD, 2016. IAEA-CN245-103. Доступно на: https://media.superevent.com/documents/20170620/d48df69e20fc31fe2945fc707acb55b5/fr17-103.pdf (дата обращения 22.01.2025).
- Kotchetkov A., Khomiakov Y., Nerozin N., Smetanin E., Tsiboulia A., Bychkov A., Zhemkov I. Calculation and Experimental Studies on Minor Actinides Samples Irradiation in Fast Reactors. Proc. of the Seventh Information Exchange Meeting on Actinide and Fission Product Partitioning and Transmutation. Jeju, Republic of Korea, 14–16 October 2002. Organization for Economic Co-Operation and Development – Nuclear Energy Agency, 2003. Pp. 693–704.
- Forrest R.A., Tabasso A., Danani C., Jakhar S., Shaw A.K. Handbook of Activation Data Calculated Using EASY‑2007. EURATOM/UKAEA Fusion Association, Culham Science Centre Abingdon Oxfordshire United Kingdom. 1995.
- Жемков И.Ю., Набойщиков Ю.В., Погляд С.С. Гетерогенное выжигание младших актинидов в реакторе на быстрых нейтронах. Научный годовой отчет АО «ГНЦ НИИАР» (отчет об основных исследовательских работах, выполненных в 2018 г.). Димитровград: АО «ГНЦ НИИАР», 2019. С. 136–139.
- Жемков И.Ю., Набойщиков Ю.В., Полежаев А.А., Хасанова А.Э. Расчетные исследования эффективности выжигания младших актинидов. Научный годовой отчет АО «ГНЦ НИИАР» (отчет об основных исследовательских работах, выполненных в 2019 г.). Димитровград: АО «ГНЦ НИИАР», 2020. С. 27–30.
- Юсупова А.Э., Юсупов А.Н., Жемков И.Ю., Набойщиков Ю.В. Радиационные характеристики необлученных мавэлов и сборок для утилизации младших актинидов. Научный годовой отчет АО «ГНЦ НИИАР» (отчет об основных исследовательских работах, выполненных в 2021 г.). Димитровград: АО «ГНЦ НИИАР», 2022. С. 191–192.
УДК 621.039.51
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2025, № 1, c. 31–43
