Экспериментальное определение скоростей реакций и расчетное моделирование облучения толстой свинцовой мишени протонами до 800 МэВ
Диссертация
Появление в ядерных установках мишенного узла ставит задачу обеспечения требуемых нейтронно-физических параметров. Некоторые из этих параметров непосредственно влияют на ядерно-физические характеристики бланкета — интегральный выход нейтронов из мишени и их спектр, а другие — на ядерно-физические характеристики мишени, а именно: энерговыделениерадиационную стойкость (максимально возможные… Читать ещё >
Содержание
- 1. ОБЗОР ПРОЕКТОВ ЭЛЕКТРОЯДЕРНЫХ УСТАНОВОК
- 1. 1. Материалы, используемые в мишенных станциях ЭлЯУ
- 1. 2. Анализ ядерных данных по материалам нейтронно-образующих мишеней и экспериментальных образцов, используемых для определения их параметров
- 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТЕЙ РЕАКЦИЙ ОБРАЗОВАНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ПРОДУКТОВ ПРОТОННЫХ РЕАКЦИЙ
- 2. 1. Методика определения скоростей реакций
- 2. 2. Оценка погрешностей измерений скоростей реакций
- 2. 3. Выводы по разделу
- 3. ПОСТАНОВКА ЭКСПЕРИМЕНТА
- 3. 1. Внешний вывод протонного пучка и определение энергии протонов
- 3. 2. Модель свинцовой мишени
- 3. 3. Экспериментальные образцы
- 3. 4. Облучение модели свинцовой мишени
- 3. 5. Гамма-спектрометрический анализ облученных образцов
- 3. 6. Мониторирование протонного пучка
- 3. 7. Определение мощности и геометрических параметров протонного пучка
- 3. 8. Выводы по разделу
- 4. ИЗМЕРЕНИЕ СКОРОСТЕЙ РЕАКЦИЙ
- 4. 1. Распределения скоростей реакций нуклидов внутри свинцовой мишени
- 4. 1. 1. Скорости реакций на 27Al, 59Со, natPb
- 4. 2. Распределения скоростей реакций нуклидов на поверхности свинцовой мишени
- 4. 2. 1. Скорости реакций на 27Al, natIn, 181Та, 197Au, natPb, 209B
- 4. 2. 2. Скорости реакций на 12С, 19 °F, 59Со, 63Cu, 65Cu, 64Zn, 93Nb, 169Tm
- 4. 3. Выводы по разделу
- 4. 1. Распределения скоростей реакций нуклидов внутри свинцовой мишени
- 5. РАСЧЕТНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ МИШЕНИ
- 5. 1. Расчетное моделирование измеренных скоростей реакций
- 5. 2. Определение потоков нейтронов и протонов на внешней поверхности и внутри мишени
- 5. 3. Оценка активности мишени
- 5. 4. Выводы по разделу
Список литературы
- Goeckerman R. H. and Perlman 1. Characteristics of Bismuth Fission with High Energy Particles. Phys. Rev., 1948, v.73, p. l 127
- O’Connor P.R. and Seaborg G.T. High Energy Spallation and Fission Products of Uranium. Phys. Rev., 1948- v.74, n. 9, p. l 189.
- Frazer J.S. High power accelerators for spallation breeders of fissile materials. IEEE Transections on Nuclear Science, v. NS-24, no. 3, June 1977.
- A Europen roadmap for development accelerator driven system (ADS) for nuclear waste incineration. The European technical working group on ADS. April 2001. Available from http://nucleartimes.irc.nl
- A Status Report. Accelerator and spallation target technologies for ADS applications. Nuclear Science, ISBN 92−64−1 056−4, NEANo. 5421 OECD 2005.
- Васильков P. Г., Гольданский В. И., Гришкевич Я. В. и др. Нейтронные выходы и потоки тепловых нейтронов в системе свинец вода, бомбардируемой протонами высоких энергий. Атомная Энергия 1968 г., т.25, вып.6, с. 479.
- Васильков Р.Г., Гольданский В. И., Пименов Б. А. Размножение нейтронов в уране, бомбардируемом протонами с энергией 300 600 МэВ. Атомная Энергия 1978 г., т.44, вып.4, с. 329.
- Васильков Р. Г., Гольданский В. И., Орлов В. В. Об электрическом бридин-ге. Успехи физических наук 1983 г., т. 139, вып. 3, с.с. 435 464
- Carminative F., Lappish R., Robbie С., et. al. Energy amplifier for cleaner and inexhaustible nuclear energy production driven by a particle beam accelerator. CERN/AT/93−47(ET)
- Rubbia C., Rubio J.A., Buono S., et. al. Conceptual design of a fast neutron operated high energy amplifier. CERN/AT/95−44(ET)
- Holtkamp N. Status of the SNS project, Proceedings of the Particle Accelerator Conference 2003. v. 1, Issue 12−16 May 2003, p. 11 15.
- Wagner W., Dai Yo., Glasbrenner H. et. al. Status of SING, the only MW spallation neutron sourse highlighting target development and industrial application j. Nuclear Instruments & Methods, v. 562, issue 2, june 23, 2006, p.541−547.
- Oyama Yu. J PARC and new era of science, j. Nuclear Instruments & Methods, v. 562, issue 2, june 23, 2006, p.548−552.
- Батяев В.Ф., Бутко M.A., Павлов К.В.,.Титаренко А. Ю и др. Анализ основных ядерно-физических особенностей взаимодействия протонных пучков с тяжелыми металлическими мишенями. АЭ, 2008, том 104, вып.4, с. 242−249.
- Accelerator-driven Systems (ADS) and Fast Reactors (FR) in Advanced Nuclear Fuel Cycles. A Comparative Study, Nuclear Energy Agency, NEA-3109 (2002). http://www.nea.fr/html/ ndd/reports/2002/nea3109-ads.pdf
- Physics and Safety of Transmutation Systems. A Status Report. ISBN 92−6 401 082−3. NEA # 6090, OECD 2006.
- Ligwid Metal Cooled Reactors: Experience in Design and Operation. IAEA-TECDOC-1569, December 2007.
- Uranium 2005: Ressources, production et demande. NEA #6099, OCDE 2006
- Peng Y.-K. M., Fogarty P: J, Burgess T.W. et. al. A component test facility based on the spherical tokomak. Plasma Physics and Controlled Fusion, v. 47, Issue 12B, pp. B263-B283, 2005.
- Артисюк В.В. Развитие физико-технических свойств трансмутации дол-гоживущих радиоактивных отходов ядерных реакторов. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Обнинск, 2002 г.
- Ikeda Y., Nuclear Data Relevant to Accelerator Driven Systems, Journal of Nuclear Science and Technology, Supplement 2, p. 13−18 (August 2002).
- Subbotine S., Alekseev P., Ignatiev V., et. al. Harmonization of Fuel Cycles for Long-range and Wide-scale Nuclear Energy System, Proc. of Global 1995 International Symposium, Versailles, France, September, v. l, 1995, p. 199−206'
- Salvatores M., Abderrahim H.A., Caron-Charles M. et. al. Analysis of options for a decision process towards P&T implementation. Proceedings of Global 2009, Paris, September 6−11, p.p. 2509−2516, 2009
- Karnaukhov I., Neklyudov I., Gohar Y., et. al. Progress in Conceptual Design Development of the Ukraine Subcritical Assembly with Electron Accelerator Driver. IAEA’s CRP Training Meeting, 26−30 January 2009.
- Titarenko Yu.E. Batyaev V.F. The ITEP experiments with target exposed to up-to 2.6 GeV protons. Joint ICTP-IAEA Advanced Workshup on Model Codes for Spallation Reactions. INDC (NDS)-0530, p.p. 148−180. August 2008.
- Hendricks J. S, McKinney G. W, Waters L.S. et. al. The MCNPX versions 2.5.0 user’s manual. April 2005, LA-CP-05−0369 (2005) .
- Prael R. E, Lichtenstein H. Users Guide to LCS: The LAHET code system, LA-UR-89−3014, (1989).
- Dementyev A.V., Sobolevsky N.M. SHIELD Universal Monte Carlo Hadron Transport Code: Scope and Applications. Radiation Measurements, 30 (1999) 553.
- Kumawat H. and Barashenkov V.S. Monte Carlo model CASCADE-2004 of high-energy nuclear interactions, Euro. Phys. A 26, (2005) 61−67.
- Lerray S. Canclusions of the workshop and specifications of the future benchmark. INDC (NDS)-0530, p. 223−228. August 2008.
- Pohorecki W., Janczyszyn J., Taczanovski S. et. al. Evaluation of an ADS lead target activation- comparison of computations and measurements. Nuclear Inst, and Methods in Physics Research, A, 562 (2006).
- Society (ANS) in San Diego, 1−5 June 2003, California, USA, ANS Proceedings, pp. 1307−1310-
- Batyaev V.F., Zhivun V.M., Karpikhin E.I., et. al. Experimental determination of the threshold activation reaction rates inside and outside the 0.8 GeV proton-irradiated W-Na target. NEA-1552/25- http://www.nea.fr/abs/html/nea-1552.html
- Титаренко Ю.Е., Батяев В. Ф., Титаренко А. Ю. и др. Экспериментальное определение и расчетное моделирование пороговых скоростей реакций в толстой свинцовой мишени, облученной протонами энергией 0,8 ГэВ. АЭ, т. 107, вып.1,с. 37−46, 2009.
- Titarenko Yu., Batyaev V., Titarenko A, et.al. Residual radioactive nuclide formation in 0.8-GeY proton-irradiated extended Pb-target. Nuclear Technology, v.168, p.p.631−636, Dec., 2009.
- Neutron Science Facilities, http://neutrons.ornl.gov/facilities/index.shtml- http ://ww w. sns. gov/
- J-PARC Access MAP http://j-parc.jp/en/access.html- http://i-parc.jp/index-e.html
- Bauer G.S., Salvatores M., Heusener G. MEGAPIE, a 1 MW Pilot Experimental for a liquid' metal spalation target. Jurnal of Nuclear Materials, v. 296, issue 1−3, p.p. 17−33, 2001
- Abderrahim H. Ait, D’hondt P. MYRRHA: A European Experimental ADS for R&D Applications. Status at Mid-2005 and Prospective towards1. plementation, Nuclear Science and Technology, Vol. 44, No. 3, p. 491 — 498, 2007- http://www.sckcen.be/myrrha/
- Варламов B.B., Журавлева Г. М., Сургутанов B.B. и др. Ядерные реакции под действием заряженных частиц и фотонов в системе ЭКСФОР (Справочные данные). М.: ЦНИИатоминформ, 1987, htlp://www-nds.iaea.org/exfor/exfor.htm
- Nuclear Science References (NSR) Database version of January 5, 2010 http://www.nndc.bnl.gov/nsr/ index. jsp
- Gloris M., Michel R., Herpers U., et. al. Production of residual nuclei from irradiation of thin Pb-targets with protons up to 1.6 GeV. NIM B, v. 113, p.p. 420 433, 1996
- Michel R., Gloris M., Lange H.-J. Nuclide production by proton induced reactions on elements (6
- Prokofiev A. V. Compilation and systematics of proton-induced fission cross-section data. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 463 (2001) 557−575.
- Барашенков B.C. Ядерно-физические аспекты электроядерного метода. ЭЧАЯ, т.9, вып. 5, с. 871, 1978
- Trebukhovsky Yu.V., Titarenko Yu.E., Batyaev V.F. et. al. Double-differential cross sections for the production of neutrons from Pb, W, Zr, Cu, and Al targets irradiated with 0.8, 1.0, and 1.6-GeV Protons. Phys. Atomic Nucl., 2005, v. 68, № l, p. 3−15.
- Юревич В.И. Исследование деления ядер и образования нейтронов на пучках легких релятивистких ядер. Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук. Дубна 2006 г.
- Бекурц К, Виртц К. Нейтронная физика. М. Атомиздат 1968.
- Титаренко Ю.Е., Батяев В.Ф, Живун В. М,. Титаренко А. Ю. и др. Определение параметров выводимых протонных и ионных пучков ускорителя: мониторные реакции и токовые трансформаторы. // Препринт ИТЭФ 4−03, Москва, 2003.
- E.Storm, H.I. Israel. Photon cross section from 1 keV to 100 MeV for elements Z=1 to Z=100.
- R.B. Firestone, in: Table of Isotope, 8th ed.: 1998Update (with CD ROM) edited by S.Y. Frank Chu (CD- ROM Ed.), C.M. Baglim (Ed.) (Wiley Interscince, New York, 1996)
- UR-07−2660, nucl-ex, arXiv:0705.1024 fodfl.
- Государственный Фонд Стабильных Изотопов. Характеристика изотопически обогащенного продукта. Паспорт 90 1988г.
- Государственный Фонд Стабильных Изотопов. Характеристика изотопически обогащенного продукта. Паспорт 135 1988г.
- Государственный Фонд Стабильных Изотопов. Характеристика изотопически обогащенного продукта. Паспорт 197 — 1988 г.
- Giredmet Testin Analytical Center. Испытательный Аналитико-Сертификационный Центр Гиредмета. Лаборатория Масс-спектрометрии. Протокол испытаний примесного состава № 14 263.07 2007г.
- Giredmet Testin Analytical Center. Испытательный Аналитико-Сертификационный Центр Гиредмета. Лаборатория Масс-спектрометрии. Протокол испытаний примесного состава № 14 269.07 2007г.
- Alfa Aesar. Certificate of Analysis. Stock number: 40 761. Lot number: G10d32 2006r.
- Giredmet Testin Analytical Center. Испытательный Аналитико-Сертификационный Центр Гиредмета. Лаборатория Масс-спектрометрии. Протокол испытаний примесного состава № 14 264.07 2007г.
- Giredmet Testin Analytical Center. Испытательный Аналитико-Сертификационный Центр Гиредмета. Лаборатория Масс-спектрометрии. Протокол испытаний примесного состава № 14 267.07 2007г.
- Giredmet Testin Analytical Center. Испытательный Аналитико-Сертификационный Центр Гиредмета. Лаборатория Масс-спектрометрии. Протокол испытаний примесного состава № 14 262.07 2007г.
- Giredmet Testin Analytical Center. Испытательный Аналитико-Сертификационный Центр Гиредмета. Лаборатория Масс-спектрометрии. Протокол испытаний примесного состава № 14 266.07 2007г.
- Giredmet Testin Analytical Center. Испытательный Аналитико-Сертификационный Центр Гиредмета. Лаборатория Масс-спектрометрии. Протокол испытаний примесного состава<�№ 14 265.07 2007г.
- Giredmet Testin Analytical Center. Испытательный Аналитико-Сертификационный Центр Гиредмета. Лаборатория Масс-спектрометрии. Протокол испытаний примесного состава № 7336.99 1999г.
- Giredmet Testin Analytical Center. Испытательный Аналитико-Сертификационный Центр Гиредмета. Лаборатория Масс-спектрометрии. Протокол испытаний примесного состава № 7333.99 1999г.
- Alfa Aesar. Certificate of Analysis. Stock number: 40 182. Lot number: D01P18.- 2006r.
- Свидетельство 31/96/19 826. Образцовые спектрометрические источники гамма излучения ОСГИ-3-l-lp. Комплект № 9402. Государственное предприятие «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева»
- Спектрометрическая система Genie-2000, модель S502. Canberra Industries.
- R.R. Kinsey, et al., Proc.9th Int. Symp. Of Capture Gamma Ray Spectroscopy and Related Topics, 8−12 October 1996, Budapest, Hungry.
- Паспорт № 2 080, 7У634. ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических радиотехнических измерений».
- J. Tobailem and С.Н. de Lassus CEA-N-1466(1)1975- J. Tobailem and C.H. de Lassus CEA-N-1466(5) 1981.
- Shubin Yu. N., Lunev V.P., Konobeev A.Yu. et. al. Cross section data library MENDL-2 to study activation and transmutation of materials irradiated by nucleons of intermediate energies. INDC (CCP)-385, Vienna: IAEA, May, 1995.
- Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный Научный Центр Российской Федерации -Институт Теоретической и Экспериментальной Физики"1. На пра&сж-рукописи1. Титаренко Алексей Юрьевич
- Экспериментальное определение скоростей реакций и рас-1етное моделирование облучения толстой свинцовой мишени протонами до 800МэВ
- Специальность: 01.04.16 Физика атомного ядра и элементарныхчастиц