2025, Выпуск 4

EDN: TPNAAC

Авторы

Шкарупа И.Л., Исаченков И.А., Иванов А.С.

Организация

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

Шкарупа И.Л. – руководитель группы, кандидат технических наук. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, д. 1. Тел.: (484) 399-70-00 (доб. 55-84); e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Исаченков И.А. – инженер-исследователь.
Иванов А.С. – инженер-исследователь.

Аннотация

Сечение захвата нейтрона может значительно изменяться в зависимости от энергии нейтрона, и, как правило, при уменьшении энергии нейтрона сечение реакции увеличивается. Для уменьшения энергии нейтронов применяется ловушка холодных нейтронов. Целесообразно выбирать хладагент с минимальной температурой кипения, чтобы максимально снизить температуру нейтронов в относительно плотной среде жидкого хладагента. В представленной статье описаны некоторые подходы к определению технико-экономической целесообразности изготовления и помещения в активную зону ядерного реактора ловушки холодных нейтронов с целью интенсификации процесса наработки различных ценных радиоизотопов, востребованных в различных отраслях науки, промышленности и ядерной медицины. В рамках статьи приводятся некоторые расчётные величины, в частности: значения температур кипения различных потенциальных материалов ловушки, необходимый размер ловушки с хладагентом – жидким кислородом, процент поглощения материалами ловушки нейтронов, оценка увеличения наработки различных изотопов в случае использования ловушки. Проведён ориентировочный расчёт по суточному и годовому расходу жидкого кислорода, для поддержания штатного режима эксплуатации холодной ловушки. Оценена тепловая мощность, необходимая для испарения кислорода в ловушке. Проведена оценка рынка некоторых полезных радиоизотопов, которые в настоящее время производятся на исследовательских или промышленных ядерных реакторах без дополнительной ловушки, либо получаются на ускорителях. В случае сравнения реакторов с ловушкой и без, ловушка увеличивает наработку радиоизотопов почти двукратно, при этом реактор не потребует значительного количества энергии, в сравнении с ускорителем, на котором для получения эквивалентного количества радиоизотопов необходимо затратить значительное количество энергии.

Ключевые слова
ловушка холодных нейтронов, сечение ядерной реакции, реактор бассейнового типа, жидкий кислород, замедление нейтронов, наработка радиоизотопов

Полная версия статьи (PDF)

Список литературы

УДК 621.039

Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2025, № 4, c. 140–153