Физические основы обезвреживания долгоживущих радиоактивных отходов стр.41

В случае осуществлении предварительного изотопного выделения долгоживущего радионуклида /г такой термоядерный транс-мутатор смог бы обезвреживать 93/г от энергетических реакторов типа ВВЭР-1000 суммарной мощностью 100 ГВт(эл.).

Такую возможность не следует исключать благодаря следующему обстоятельству. При тщательной очистке от ниобия (дочернего продукта распада) осколочный цирконий можно рассматривать как «чистый» р--излучатель (максимальная энергия - 63 кэВ). Поэтому цирконий может быть подвергнут изотопному разделению с выделением долгоживущего 93/г, причем радиационная обстановка в процессе изотопного разделения не будет осложняться у-излучением. Не следует исключать также и возможности использования осколочного циркония в качестве КМ.

П.1.7. Трансмутация 107Pd

Палладий, накапливающийся как продукт деления, содержит один долгоживущий изотоп 107Pd (Т1/2 = 6,5 -106 лет) и четыре стабильных изотопа: 105Pd, 106Pd, 108Pd и 110Pd. Выход долгоживущего

107    239

Pd при делении PH тепловыми нейтронами составляет 3,17% в расчете на одно деление, а выход всей смеси изотопов палладия -15,8% (табл. П.1.4).

Выход изотопов палладия при делении 239Ри тепловыми нейтронами, равновесный состав и минимальный расход нейтронов на трансмутацию

Изотоп

Выход Г/, % (на одно деление)

Выход

(нормиро ванный)

Равновесный состав палладия

Минимальный расход нейтронов (на одно деление)

105ра

5,76

0,364

0,006

0,230

рц

4,19

0,265

0,725

0,126

107ра

3,17

0,201

0,163

0,064

108ра

2,05

0,130

0,046

0,021

110ра

0,63

0,040

0,060

0,006

Сумма

15,8

1,000

1,000

0,447

Если смесь изотопов палладия подвергать облучению в спектре тепловых нейтронов, то будет реализовываться цепочка нуклидных превращений, представленная на рис. П.1.15.

Рис. П.1.15. Цепочка нуклидных превращений при трансмутации 107Р(! (в смеси изотопов осколочного палладия) в нейтронном поле

Эта цепочка похожа на цепочку для циркония, уже рассмотренную в предыдущем разделе. Для обеих цепочек характерно, что долгоживущий радионуклид 107Ра так же, как и 932г, находится в среднем звене, т.е. не только выгорая при облучении, но и подпи-тываясь за счет (и,у)-реакций на стабильных предшественниках.

По виду цепочки нуклидных превращений, минимальный расход нейтронов на трансмутацию 107Pd без изотопного разделения можно оценить по следующей формуле:

и он составляет ~ 0,45 нейтрона в расчете на одно деление. Причем на трансмутацию собственно долгоживущего нуклида 107Pd расходуется 0,064 нейтрона, т.е. около 14% нейтронов. Остальные нейтроны расходуются на поглощение в стабильных изотопах палладия, находящихся в облучаемой смеси. Причем стабильные изотопы 105Pd и 106Pd, предшествующие изотопу 107Pd, будут переходить в него, поддерживая таким образом долгоживущую активность.

Расход нейтронов на трансмутацию 10>^ без изотопного разделения такой же большой, как и для 932г, когда он находится в смеси с другими изотопами циркония.

Поэтому в качестве трансмутатора 10>^ целесообразно рассматривать термоядерную установку, сходную с той, которая рассматривалась в предыдущем разделе применительно к трансмутации циркония. Это в равной степени относится как к варианту с ^1;)-синтезом, так и к варианту с (dd)-синтезом.


⇐ вернуться назад | | далее ⇒