Физические основы обезвреживания долгоживущих радиоактивных отходов стр.27

Что же касается сжигания 32Не, то «безнейтронный» синтез на основе (^Не)-реакции можно будет реализовать в отдельных установках, и он рассматривается как весьма перспективный во всей проблеме УТС. Дело в том, что синтез на основе (^Не)-реакции будет сопровождаться малой активацией оборудования термоядерной установки, и в этом заключается его привлекательность и принципиальное отличие от (&)- и ^ф-синтеза. Хотя собственно (^Не)-реакция и является безнейтронной, однако в (^Не)-плазме будет протекать также и ^ф-реакция с выходом нейтронов. Тем не менее выход нейтронной компоненты, пропорциональный квадрату концентрации дейтерия, может быть сделан достаточно малым.

З.2.2.4. Оценка генерации нейтронов в частично катализированном (йф-синтезе

Как уже отмечалось, в частично катализированном ^ф-синтезе протекают следующие термоядерные реакции:

В расчете на одну ^)-реакцию в среднем будет генерироваться 0,5 нейтрона с Еп = 2,45 МэВ и 0,5 нейтрона с Еп = 14,1 МэВ за счет сгорания образующегося трития. Жесткая компонента этого нейтронного источника может быть размножена при размещении свинца или бериллия за первой стенкой. Как было отмечено в разделе 3.2.2.1, посвященном (Л)-синтезу, коэффициент размножения может составить 1,50. Учитывая, что мягкая компонента нейтронного источника носит «подпороговый» характер (Еп = 2,45 МэВ) и при прохождении первой стенки и размножителя несколько ослабится (примерно на 10%), то выход нейтронов в расчете на одну частично катализированную ^ф-реакцию (с учетом генерации нейтронов в сопровождающей (Л)-реакции) составит

Бы = 0,5 • 1,5 + 0,5 • 0,9 = 1,20 .

Хотя это меньше, чем выход нейтронов в (Л)-реакции с учетом размножения, однако здесь нет необходимости тратить нейтроны на воспроизводство трития. Поэтому если принять, что паразитное поглощение в теплоносителе, конструкционных материалах и замедлителе составляет 0,25, то на нужды трансмутации может быть использовано = 0,95 нейтрона в расчете на одну частично катализированную ^)-реакцию. Эта величина в три раза больше, чем соответствующая генерация нейтронов для трансмутации с помощью (Л)-реакции синтеза.

З.2.2.5. Использование термоядерного синтеза с уменьшенной долей трития в плазме ((й^)-синтез)

Известно, что (dd)- и ^3Не)-синтез рассматриваются как следующий этап после освоения ^)-синтеза, так как зажигание (dd)- и ^3Не)-плазмы требует поддержания значительно более высоких параметров плазмы и магнитного поля. Поэтому можно полагать, что после зажигания ^)-плазмы потребуется определенное время для развития технологии, обеспечивающей повышение параметров плазмы. Однако (dd)-синтез в качестве источника нейтронов для целей трансмутации правильнее было бы рассматривать только как «предельный» вариант. Действительно, путь от ^)-синтеза (с равнокомпонентной плазмой) к (dd)-синтезу лежит через зажигание плазмы с уменьшенным содержанием трития (будем обозначать этот вариант как (ddt)-синтез). Температура зажигания и другие параметры плазмы в этом случае будут более умеренными, чем для (dd)-синтеза. Конечно, при этом будет требоваться определенная подпитка тритием (с коэффициентом воспроизводства по тритию меньшим единицы), а значит, и соответствующий расход нейтронов для его воспроизводства. Такое воспроизводство трития естественным образом может осуществляться, если в бланкете использовать нейтроны, утекающие из зоны трансмутациив области блан-кета с низкой плотностью потока нейтронов. Это неизбежно будет иметь место, т. к. трансмутируемые нуклиды, как правило, характеризуются относительно небольшими сечениями поглощения нейтронов.


⇐ вернуться назад | | далее ⇒