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.