127 128 128 реть еще одну (п,у)-реакцию 1(п,у) 1(Р-, 25 мин) Хе, то выделение ксенона будет много проще и безопаснее, так как он - стабильный тяжелый инертный газ.
Таблица 2.3
Последовательность нуклидных превращений продуктов деления
|
Нуклид |
Т1/2, год Р-распад |
Цепочка трансмутации в нейтронном поле |
|
79Бе |
6,5- 104 |
79Ве(п,у)808е(п,у)81Ве(Р", 18 мин*)81Вгстаб |
|
90Бг |
29,0 |
908г(п,у)918г(Р", 9,7 ч)91У(Р", 58,8 сут)917гстаб |
|
93гг |
1,5- 106 |
937г(п,у)947г(п,у)957г(Р", 64 сут)95ЫЪ (Р", 95 сут)95Мостаб |
|
99Тс |
2,1- 105 |
99Тс(п,у)100Тс(Р", 15 с)100^^ |
|
107ра |
6,5- 106 |
107ра(п,у)108ра(п,у)109ра(р-, 13,5 ч)10^^ |
|
126Бп |
1,0- 105 |
1268п(п,у)1278п(Р', 2,1 ч)127ВЪ(Р', 3,85 сут)127Те (р-, 9,35 ч)1271стаб(п,у)1281(Р-, 25 мин)128Хестаб |
|
129^ |
1,6- 107 |
1291(п,у)1301(р-, 12,3 ч)130Хестаб |
|
135С8 |
2,3- 106 |
135С8(п,у)136С8(Р', 13,7 сут)136Вастаб |
|
137С8 |
30,0 |
137С8(п,у)138С8(Р', 3,9 мин)138Вастаб |
*) Величина периода полураспада
Располагая данными о расходе нейтронов на трансмутацию одного радионуклида и о среднем выходе радионуклида в расчете на одно деление, нетрудно оценить минимальный расход нейтронов на обезвреживание долгоживущих продуктов деления в расчете на одно деление (или в расчете на единицу энергии). Эти данные приведены
235 239
в табл. 2.4 для делений и и Ри тепловыми нейтронами.
235 239
Видно, что выходы отдельных нуклидов при делении И и Ри могут заметно различаться. Например, выход 908г при делении 239Ри почти в 3 раза меньше, чем при делении 235И.
Суммарный минимальный расход нейтронов для трансмутации всех перечисленных в табл. 2.4 радионуклидов составляет 0,35 (в расчете на одно деление 235И) и 0,39 (в расчете на одно деление 239Ри).
Оценивая, в какой мере велик этот расход нейтронов, нужно иметь в виду следующие три обстоятельства.
Во-первых, если ядерная энергетическая система будет состоять только из реакторов деления, то нейтроны для трансмутации придется использовать, только перераспределяя баланс цепной реакции деления. Как известно, в энергетических реакторах на тепловых нейтронах баланс цепной реакции таков, что нейтронов не хватает даже на восполнение прогорающего делящегося материала (235и или плутония в урановом или смешанном уран-плутониевом топливе (МОХ-топливе), соответственно).
Таблица 2.4
Выход радионуклидов при делении 235и и 239Ри и минимальный расход нейтронов на трансмутацию
|
Нуклид |
Минимальный расход нейтронов (на один нуклид) |
Выход Yf радионуклида в расчете на одно деление тепловыми нейтронами |
Минимальный расход нейтронов на трансмутацию (в расчете на одно деление) | ||
|
235и |
239Ри |
235и |
239Ри | ||
|
79Бе |
4,8 • 10"4 |
3,9 40"4 |
0,001 |
7,8 • 10"4 | |
|
90Бг |
0,058 |
0,02 |
0,058 |
0,02 | |
|
93гг |
0,063 |
0,039 |
0,126 |
0,078 | |
|
99Тс |
0,062 |
0,062 |
0,062 |
0,062 | |
|
О |
0,0014 |
0,032 |
0,003 |
0,064 | |
|
1268и |
2* |
6,0 • 10"4 |
0,0031 |
0,001 |
0,006 |
|
127^ * * |
0,0012 |
0,0046 |
0,0012 |
0,0046 | |
|
129^ * * |
0,0078 |
0,014 |
0,0078 |
0,014 | |
|
135С§*** |
0,066 |
0,072 |
0,066 |
0,072 | |
|
137С8 |
0,062 |
0,065 |
0,062 |
0,065 | |
*) Минимальный расход нейтронов до получения стабильного 128Хе.
**) Радиойод содержит, наряду с 1291, небольшое количество стабильного 1271.
Изотопное разделение радиойода не предполагается.
***) Основной канал образования 135С8 связан с Р-распадом 135Хе.