Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

Нейтронно-физические основы масштабной наработки 238Pu для автономных источников энергии

22.06.2023 2023 - №02 Физика в ядерной энергетике

Г.Г. Куликов А.Н. Шмелев В.Б. Глебов В.А. Апсэ Е.Г. Куликов

DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2023.2.13

УДК: 621.039.8

Рассмотрены нейтронно-физические основы масштабной наработки изотопа 238Pu для автономных источников энергии. Изотоп 238Pu является уникальным источником длительного автономного энергоснабжения в различных устройствах для удаленных районов Земли и в космосе. Имеющиеся в настоящее время в России и мире мощности по его наработке недостаточны. В работе рассматриваются цепочки наработки изотопа 238Pu и устанавливаются оптимальные спектр и поток нейтронов для его наработки.

Делается вывод, что наиболее привлекательным стартовым изотопом является 237Np, который может быть извлечен из облученного ядерного топлива. Предлагаемый метод позволяет говорить о масштабной наработке плутония, отличающегося высоким содержанием изотопа 238Pu и низким содержанием изотопа 236Pu.

Ссылки

  1. US Department of Energy start-up plan for plutonium-238 production for radioisotope power systems. Электронный ресурс: https://www.energy.gov/sites/default/files/-2015/09/f26/Final_Startup_Plan_for_Plutonium238.pdf (дата доступа 10.11.2022).
  2. An exploration of mission concepts that could utilize small RPS. Электронный ресурс: http://anstd.ans.org/NETS-2019-Papers/Track-2–Mission-Concepts-and-Logistics/-abstract-31-0.pdf (дата доступа 10.11.2022).
  3. INFCIRC/153. The structure and content of agreements between the Agency and States equired in connection with the Treaty on the non proliferation of nuclear weapons. Электронный ресурс: https://www.iaea.org/sites/default/files/infcirc153_rus.pdf (дата доступа 10.11.2022).
  4. Shmelev A.N., Geraskin N.I., Kulikov G.G., Kulikov E.G., Apse V.A., Glebov V.B. The problem of large-scale production of plutonium-238 for autonomous energy sources. //Journal of Physics: Conference Series. – 2020. – Vol. 1689. – Iss. 111. – Paper No.012030. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1689/1/012030 .
  5. Shibata K., Iwamoto O., Nakagawa T., et al. JENDL-4.0: A New Library for Nuclear Science and Engineering. // Journal of Nuclear Science and Technology. – 2011. – Vol. 48(1). – PP. 1-30.
  6. Radioisotope Power Systems for Deep Space Exploration – Some Background. Электронный ресурс: https://www.nationalacademies.org/event/03-05-2021/docs/D7D82520CDCFA8423E16CD569643B93B8837DDEA9EDB (дата доступа 10.11.2022).
  7. Daily C.R., McDuffee J.L. Design studies for the optimization of 238Pu production in NpO2 targets irradiated at the High Flux Isotope Reactor. // Nuclear Technology. – 2020. – Vol.206. – PP. 1182-1194. DOI: https://doi.org/10.1080/00295450.2019.1674594 .
  8. Опыт военных гидрографов РФ может ускорить очистку Севморпути от РИТЭГов – эксперт. Электронный ресурс: http://www.atominfo.ru/news9/i0545.htm (дата доступа 10.11.2022).
  9. Пентагону не хватило российского плутония. Электронный ресурс: https://lenta.ru/articles/2005/06/28/plutonium/ (дата доступа 10.11.2022).
  10. Комбинат «Маяк» приступил к проектированию новейшего исследовательского реактора. Электронный ресурс: https://tass.ru/ural-news/2304431 (дата доступа 10.11.2022).
  11. Optimization of plutonium-238 production in the Advanced Test Reactor for radioisotope thermoelectric generators in deep space exploration applications. Электронный ресурс: https://www.researchgate.net/publication/332182780 (дата доступа 10.11.2022).
  12. Betzler B.R., Chandler D., Evans T.M., Davidson G.G., Daily C.R., Wilson S.C., Mosher S.W. As-Built Simulation of the High Flux Isotope Reactor. // Journal of Nuclear Engineering. – 2021. – Vol. 2. – PP. 28–34. DOI: https://doi.org/10.3390/jne2010003.
  13. Process development for plutonium-238 production at Oak Ridge National Laboratory. Электронный ресурс: http://anstd.ans.org/NETS-2019-Papers/Track-5–Radioisotope-Power-Systems/abstract-80-0.pdf (дата доступа 10.11.2022).

238Pu цепочки нуклидных превращений 237Np

Ссылка для цитирования статьи: Куликов Г.Г., Шмелев А.Н., Глебов В.Б., Апсэ В.А., Куликов Е.Г. Нейтронно-физические основы масштабной наработки 238Pu для автономных источников энергии. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2023. – № 2. – С. 162-168. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2023.2.13 .

Открыть PDF файл