Физика ядра и ионизирующего излучения

1. ФИЗИКА ЯДРА И ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ

МЕЖДУНАРОДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. А.Д. САХАРОВА
ФИЗИКА ЯДРА И
ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Специальность 1-100 01 01
Ядерная и радиационная
безопасность
МИНСК 2022

2. РЕАКТОРЫ И СОВРЕМЕННАЯ АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

2

3. Подкритические реакторы

90-х
годах
ХХ-го
века
начала
интенсивно
разрабатываться концепция применения ускорителей
высоких энергий для крупномасштабного использования
реакций расщепления с целью генерации нейтронов в
тяжелых протяженных мишенях, которые, размножаясь в
подкритическом (kэфф 0,9 – 0,98) бланкете, вызывают
реакции деления ядер урана (Accelerator Driven Systems ―
ADS).
Такая система позволяет получать достаточно высокие
потоки нейтронов (Ф 1015-17 н/(см2 с)), вырабатывая
энергию,
трансмутируя
радиотоксичные
изотопы,
нарабатывая тритий для термоядерных источников.
В
3

4. Подкритические реакторы

Основная идея, на которой основаны все ADS-системы,
состоит в использовании ускорителей высоких энергий для
производства нейтронов в мишенях, состоящих из тяжелых
элементов (Pb, Bi, W, U, Pb-Bi эвтектика) с последующим
их размножением в подкритических (kэфф 0,9 – 0,98)
бланкетах.
ADS-система состоит из ускорителя высокоэнергетических
протонов,
мишени,
подкритического
бланкета
с
коэффициентом умножения М = 1 / (1 - kэфф) ~ 50,
электрогенератора.
Прекращение работы ускорителя приводит к прекращению
ввода нейтронов из мишени в подкритический бланкет, что
приводит к практически мгновенному затуханию цепной
ядерной реакции.
4

5. Концептуальная схема ADS

5

6. Мишень в АDS

превращение пучка высокоэнергетических частиц в
низкоэнергетические нейтроны:
иметь компактный размер для хорошей связи с
окружающим подкритическим бланкетом
работать при высокой мощности (порядка 10 – 100 МВт)
иметь высокую эффективность при производстве
нейтронов
иметь надежное и недорогое техническое
обслуживание
обеспечивать безопасную и с малым риском работу
давать небольшой вклад в отходы
6

7. Схема внутриядерного каскада

7

8. ПКС «ЯЛIНА-Тепловая» ОИЭЯИ-Сосны

8

9. Стенд «ГУИНЕВЕРА», Моль, Бельгия

9

10. ПКС, Пекин, Китай

10

11. Подкритическая сборка, Амман, Иордания

11

12. Нейтронный источник (Харьков, Украина)

12