Архив статей журнала
Приведены теоретические и расчетные исследования возможности применения минорных актинидов в качестве выгорающих поглотителей в реакторах на быстрых нейтронах. Реакторы на быстрых нейтронах работают не только как производство электрической и тепловой энергии и эффективное увеличение топливных ресурсов, но и утилизация запасов минорных актинидов. Для исследований использовали Am с разным нуклидным составом и Np-237. В расчетных исследованиях рассматривалось урановое и МОКС-топливо с использованием разных количеств, учитывающих окиси Am и Np. Оценено влияние спектральных эффектов на разные виды и количества, измеренные в урановом и МОКС-топливо для реакторов на тепловых и быстрых нейтронах. Проведено сравнение топлива по эффективности выжигания минорных актинидов Am и Np. В работе исследуются размеры экономии урана и плутония при добавлении в топливо Am или Np-237. Видно, что в вариантах без зависимости Am или Np расход урана увеличивается. Таким образом, можно говорить о получении дополнительной энергии и электрической энергии при выжигании долгоживущих высокоактивных отходов Am-241 и Np-237 в ядерных реакторах. Показано, что америций, содержащихся в качестве добавки в МОКС или уранового топлива в реакторе на быстрых нейтронах, позволяет не только снизить начальный запас реактивности, но и продлить срок существования реактора.
В настоящей работе представлены результаты моделирования методом Монте-Карло нейтронных процессов в счетчике множественности нейтронов RENMC в программной среде SERPENT. Цель заключается в расчете калибровочных коэффициентов: эффективности регистрации нейтронов и коэффициента отбора совпадений, с учетом их зависимости от нейтронно-физических свойств анализируемых образцов. Созданная модель апробирована на аттестованных объектах металлического плутония АО 95 505/531-44-2021, СП-1 и диоксида плутония ГСО-8454-2003, с которыми были выполнены калибровочные измерения на счетчике RENMC. Развит подход к передаче размера от аттестованных объектов к анализируемым образцам с использованием в качестве методики сравнения построенной математической модели. Рассмотрены результаты измерений с тремя упаковками из ТУК-30 с диоксидом плутония ПО «Маяк», в одном из которых обнаружено повышенное содержание фтора. Данный контейнер был перетарен в 5 контейнеров ВНИИНМ послойно. Всего были проведены расчеты для трех контейнеров ТУК-30 и пяти контейнеров ВНИИНМ. Для уточнения спектра и выхода нейтронов (α, n)-реакции были выполнены расчеты по программе NEDIS 2.0. Результаты работы служат обоснованием применимости разработанной модели счетчика RENMC для корректировки калибровочных коэффициентов в методиках измерений эффективной массы плутония-240.