Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

Исследование зависимости эффективности наработки Co-60 и Lu-177g от энергетической структуры плотности нейтронного потока

25.09.2023 2023 - №03 Физика в ядерной энергетике

Р.А. Шагинян В.В. Коробейников В.Ю. Стогов

DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2023.3.11

УДК: 621.039.8.002

В настоящее время существующие подходы к наработке искусственных изотопов в большинстве случаев основываются на опыте разработок предыдущих лет. В данной работе ставится задача разработки алгоритма выбора наиболее эффективных режимов облучения мишенных материалов. Исследование основано на последовательном моделировании облучения мишенных изотопов нейтронами разных «одногрупповых» потоков при одинаковой плотности нейтронного потока внутри каждой энергетической группы (БНАБ-93). Для каждой энергетической группы использовался поток с плотностью, равной 2·10 15 нейтрон/(см2 ·с). Такой подход поможет при «конструировании» и выборе реального спектра нейтронов, обладающего наибольшей эффективностью по сравнению с альтернативными.

Моделировалась наработка Co-60 и Lu-177g для каждой энергетической группы. В наиболее эффективных по удельной активности группах проведен анализ кинетики.

Максимальная удельная активность для Co-60 достигается в группе 17 и равна 1 кКи/г.

Для схемы наработки Lu-177g через Lu-176 максимальная удельная активность достигается в группе 26 и равна ~58,5 кКи/г.

Для схемы наработки Lu-177g через Yb-176 максимальная удельная активность достигается в группе 17 и равна 260 Ки/г.

Ссылки

  1. Рисованый В.Д. Наработка радиоизотопов в ядерных реакторах на быстрых нейтронах / Cб. докл. конференции «Замыкание топливного цикла ядерной энергетики на базе реакторов на быстрых нейтронах». Томск, 11–12 октября 2018 г. – М.: Издательство АО «НИКИЭТ», 2020. – С. 179-189.
  2. Камович М.С., Стогов В.Ю., Гурская О.С. Облучательное устройство для быстрого реактора большой мощности // ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы. – 2019. – № 2. – С. 228-233. Электронный ресурс: https://vant.ippe.ru/images/pdf/2019/2-22.pdf (дата доступа 10.11.2022)
  3. Дзугкоева Э.М., Евдокимов В.П., Стогов В.Ю., Шагинян Р.А. Исследование возможности наработки кобальта-60 заданной удельной активности в реакторе типа БН-800 / Сборник материалов научно-практической конференции «Ядерные технологии: от исследований к внедрению – 2021». Нижний Новгород, 16 апреля 2021 года. – НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2021. – С. 38-40.
  4. Атом для здоровья / Вестник атомпрома. – 2022. – Вып. 3. – С. 59. Электронный ресурс: https://atomvestnik.ru/wp-content/uploads/2022/07/VA3_spreads.pdf (дата доступа 10.11.2022).
  5. Isotope Production at the Hanford Site in Richland, Washington, report, June 1, 1999; Richland, Washington. (https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc877112/ accessed Novemver 10, 2022), University of North Texas Libraries, UNT Digital Library, https://digital.library.unt.edu; crediting UNT Libraries Government Documents Department.
  6. Шагинян Р.А., Коробейников В.В., Стогов В.Ю. Исследование зависимости эффективности наработки различных изотопов от энергетической структуры плотности нейтронного потока. Препринт-3302 ГНЦ РФ-ФЭИ. Обнинск: ГНЦ РФ–ФЭИ, 2022. – 44 c.
  7. Evdokimov V.P., Poplavsky V.M., Saraeva T.O., Khomyakov Yu.S., Tsibulya A.M., Abdurashitov D.N., Gavrin V.N. The possibilities of fast power reactors to create high intensity radioactive sources / Proceedings of the PHYSOR 2002 – International Conference on the New Frontiers of Nuclear Technology: Reactor Physics, Safety and High-Performance Computing – The ANS 2002 RPD Topical Meeting, Seoul, 07–10 October 2002. – Seoul, 2002.
  8. СТРАНА РОСАТОМ. Кобальт-60: точки роста. Электронный ресурс: https://strana-rosatom.ru/2017/11/30/kobalt-60-tochki-rosta/ (дата доступа 10.11.2022).
  9. Мальцев В.В., Карпенко А.И., Чернов И.А., Головин В.В. Опыт наработки 60 Co в БН-600 // Атомная энергия. – 1999. – Т. 86. – Вып. 3. – С. 216–219. Электронный ресурс: http://j-atomicenergy.ru/index.php/ae/article/view/4043/3906 (дата доступа 10.11.2022).
  10. Голубев В.И., Долгов Е.В., Ефремов А.И., Звонарев А.В., Коробейников В.В. и др. Расчетно-экспериментальные исследования в обоснование облучательных устройств для наработки кобальта-60 // ВАНТ. Серия: Ядерные константы. – 1991. – № 4. – С. 56–70.
  11. Звонарев А.В., Коробейников В.В. и др. Получение 60 Со в БН-350 // Атомная энергия. – 1994. – Т. 77. – Вып. 6. – С. 454–457. Электронный ресурс http://j-atomicenergy.ru/index.php/ae/article/view/5010/4885 (дата доступа 10.11.2022).
  12. Варивцев А. В., Жемков И. Ю., Романов Е. Г. и др. Физическая оптимизация облучательного устройства для накопления кобальта-60 высокой удельной активности в реакторе БН-600 // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2014. – Т. 16. – № 6. – С. 112–118. Электронный ресурс: http://www.ssc.smr.ru/izv_2014_6.html (дата доступа 10.11.2022).
  13. Мантуров Г.Н., Николаев М.Н., Цибуля А.М. Система групповых констант БНАБ-93. Часть 1. Ядерные константы для расчета нейтронных и фотонных полей излучений // ВАНТ. Серия: Ядерные константы. – 1996. – № 1. – С. 59–98.
  14. Тормышев И.В. Программный комплекс для расчета радиационных характеристик топлива и конструкционных материалов. ISKRA, версия 1.0 – Свидетельство о гос. регистрации № 2020660280. – 2020.
  15. Тарасов В. А., Романов Е. Г., Кузнецов Р. А. Сравнительный анализ схем реакторной наработки лютеция-177 // Известия Самарского научного центра Российской Академии наук. – 2013. – Т. 15. – № 4–5. – С. 1084-1090. Электронный ресурс: http://www.ssc.smr.ru/izv_2013_4.html#part5 (дата доступа 07.11.2022).
  16. Косякин Д.А., Коробейников В.В., Стогов В.Ю. Исследование зависимости эффективности трансмутации Am-241 от энергетической структуры плотности нейтронного потока // ВАНТ. Cерия: Ядерно-реакторные константы. – 2022. – № 1. – С. 5-15. Электронный ресурс: https://vant.ippe.ru/year2022/1/nuclear-structure/2111-1.html (дата доступа 08.11.2022).

наработка изотопы удельная активность сечение группа Co-59 Co-60 Lu-177g Lu-176 Yb-176

Ссылка для цитирования статьи: Шагинян Р.А., Коробейников В.В., Стогов В.Ю. Исследование зависимости эффективности наработки Co-60 и Lu-177g от энергетической структуры плотности нейтронного потока. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2023. – № 3. – С. 127-139. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2023.3.11 .

Открыть PDF файл