Деление, вызванное частицами высокой энергии, и выделение энергии в массивных делящихся мишенях, применяемых для ADS

Аннотации

Аннотация

Внешние управляемые системы (EDS) используют ускорители для генерации потока нейтронов высокой энергии. Эти нейтроны облучают ядерное топливо и долгоживущие высоко-радиотоксичные ядерные отходы и выделяют свою энергию, взаимодействуя с делящимися ядрами. Поток нейтронов и производство плутония рассчитываются с использованием ядерных моделей и сечений. Транспортный код MCNP является наиболее широко применяемым программным обеспечением для этой цели. Большинство доступных данных о сечениях определены до 20 МэВ, но некоторые — до 200 МэВ (TENDL 2015, JEDNL40he, JENDL5) и 1000 МэВ (ADS-II IAEA). Расширенные данные о сечениях содержат неточности. При использовании их для расчета EDS необходимо выполнить дополнительные оценки выделения энергии и взаимодействия нейтронов высокой энергии. Некоторые неточности содержатся в первичных файлах ENDF. Сечения деления отсутствуют для всех нуклидов, а реакция $(n,\,f)$ для изотопов Pb, Bi отсутствует, реакции $(n,\,xn)$ определены до 30 МэВ, а для энергий выше этой величины сечения равны нулю. В файлах ACE есть и другие неточности. Некоторые версии программного обеспечения NJOY и FRENDY некорректно обрабатывают данные о сечениях выше 20 МэВ. Представлены различия в полном образовании нейтронов, делении, образовании ²³⁹Pu и энерговыделении деления в цилиндрической мишени из обедненного урана, облученной пучком протонов с энергией 1 ГэВ, которые рассчитаны MCNP6 с использованием указанных выше данных о сечениях.