Физические основы обезвреживания долгоживущих радиоактивных отходов стр.10

Аренда и заказ микроавтобуса.

2.5. Расход нейтронов на трансмутацию радионуклидов - продуктов деления

Перевести долгоживущий радионуклид в стабильный или ко-роткоживущий изотоп можно, изменив состав нуклонов его ядра. Под действием нейтронов протекают разнообразные ядерные реакции, среди которых более распространены: (п,у), (п,р), (п,а), (п,2п), (п,3п). Реакция захвата нейтрона (п,у), как правило, превалирует для тепловых и резонансных нейтронов, пороговые реакции и реакции с вылетом заряженных частиц - для быстрых нейтронов (хотя и здесь имеются исключения).

Предпочтительным для трансмутации нуклидов продуктов деления считается использование реакции радиационного захвата нейтронов (п,у). Что касается использования пороговой (п,2п)-реак-ции для трансмутации, то термоядерная (Л) -реакция может рассматриваться как источник высокоэнергетичных нейтронов (Еп = = 14,1 МэВ) для этой цели. Однако при существующих ограниче ниях по нагрузке на первую стенку в термоядерных установках типа ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) оказывается, что плотность потока надпороговых нейтронов (т.е. нейтронов с энергией выше 6-8 МэВ) в бланкете невелика. Так как сечение ^Д^-реакции также невелико (~1 барн), среднее время жизни трансмутируемых нуклидов по ^Д^-каналу составит столетия, и поэтому такую трансмутацию при этих условиях нельзя признать эффективной.

В электроядерных установках пучок заряженных частиц (протонов, дейтронов, ядер гелия и др.), бомбардируя мишень из тяжелого материала, рождает каскад ядерных реакций, вызывающих генерацию нейтронов. В спектре нейтронов такого источника имеется заметная доля (около 15%) надпороговых нейтронов. Однако стремление получить высокую плотность потока надпороговых нейтронов и здесь ограничивается мощностью пучка ускорителя и энерговыделением в мишени. Даже разработки перспективных электроядерных установок в настоящее время не позволяют говорить о том, что ^Д^-канал может обеспечить достаточно быструю трансмутацию. Много проще (хотя и не совсем просто) создавать потоки нейтронов резонансных и тепловых энергий достаточно высокой интенсивности, чтобы реализовывать эффективную трансмутацию по (^у)-каналу.

Последовательность ядерных превращений долго- и среднежи-вущих нуклидов - продуктов деления, трансмутируемых по (n,y)-каналу, приведена в табл. 2.3.

Из табл. 2.3 видно, что трансмутация через (^у)-канал действительно приводит к возникновению короткоживущих (Р-активных) и стабильных нуклидов. В большинстве случаев оказывается достаточно одной (^у)-реакции, чтобы в последующем после Р-распа-дов образовалось стабильное ядро другого химического элемента.

79 93    107

В то же время для трансмутации Se, Zr и Pd требуются две (^у)-реакции, чтобы образовался другой стабильный элемент, который можно с помощью химических методов отделить при очистке облученного материала.

Из этой табл. 2.3 также видно, что для 126Sn достаточно одной (^у)-реакции, чтобы после трех p-переходов получить стабильное ядро 127I и затем его выделять химическими методами или нагрева нием, вследствие его высокой летучести. Однако если предусмот-


⇐ вернуться назад | | далее ⇒