Физические основы обезвреживания долгоживущих радиоактивных отходов стр.6

Рис. 2.3. Изменение О^) от времени для случая, когда к началу трансмутации накоплено равновесное количество долгоживущего нуклида лет всего лишь до тысячелетий или даже до сотен лет, то и в этом случае время достижения близкой к равновесию трансмутации составит также тысячи или сотни лет. С уверенностью можно говорить, что эффект от применения такой трансмутации вряд ли можно считать существенным. Эффект трансмутации будет носить скорее психологический характер и состоять в убежденности, что основная цель в принципиальном плане может быть достигнута. Поэтому приемлемая технология трансмутации должна обеспечивать более быстрое достижение цели.

Второй случай - трансмутация начинается, когда в ядерной системе уже накоплено такое количество радионуклида, которое соответствует равновесному значению при осуществлении трансмутационного процесса. График изменения 0() от времени для этого случая представлен на рис. 2.3.

Для оценки времени ДТ1ВС1(Ф), требующегося для накопления равновесного количества радионуклида в этом случае, предположим, что Аг- << (сг-Ф), т.е. либо имеется в виду весьма долгоживущий радионуклид, либо рассматривается быстрая трансмутация. В таком предположении равновесное количество радионуклида будет следующим:

а время накопления этого количества ДТ1еч в системе можно легко найти из уравнения для накопления радионуклида:

Видно, что время достижения равновесной трансмутации соответствует среднему времени жизни этого долгоживущего нуклида в нейтронном поле ДТ-4 « ^ . Если оно будет составлять несколько десятков лет или даже меньше, то такую трансмутационную технологию можно было бы рассматривать как достаточно приемлемую. Учитывая, что ядерная энергетика уже функционирует около пяти десятилетий, в течение которых накапливались долгоживущие радионуклиды, разработка такой технологии трансмутации позволила бы довольно быстро достичь равновесного состояния, когда транс-мутируется столько же долгоживущих радионуклидов, сколько их накапливается в ядерной энергосистеме.

В принципиальном плане разработка такой технологии с демонстрацией эффективной трансмутации позволила бы сформулировать тезис о том, что широкое использование нынешним поколением людей ядерной энергетики, основанной на процессе деления тяжелых нуклидов, не будет создавать проблем с радиоактивными отходами для последующих поколений.

2.3. Оценка времени выхода на равновесную трансмутацию под действием тепловых и быстрых нейтронов

Для оценки времени выхода на равновесную трансмутацию ДТ/1 наиболее опасных долгоживущих и среднеживущих радионуклидов - продуктов деления введем некоторые предположения о параметрах спектра тепловых и быстрых нейтронов.

Будем предполагать, что спектр тепловых нейтронов имеет среднюю энергию 1 эВ и плотность потока Ф = 1014 нейтр./(см2-с), а спектр быстрых нейтронов - среднюю энергию 200 кэВ и плотность потока Ф = 1015 нейтр./(см2-с). Эти характеристики нейтронного поля в некоторой степени отражают возможные условия для трансмутации в тепловых и быстрых реакторах существующих типов. В табл. 2.1 приведены средние сечения захвата нейтронов для важнейших радионуклидов - продуктов деления и время накопления их равновесного количества - ДТ е1.


⇐ вернуться назад | | далее ⇒