Основные результаты нейтронного исследования ADS с пучками ионов и их влияние на планирование экспериментов

Аннотация

Условия, которые максимизируют эффективность ускорительных систем (ADS), были исследованы путем моделирования с помощью инструментария Geant4. Изучается влияние пучка частиц, типа ускорителя, геометрии и состава мишени в поисках условий, обеспечивающих высокий прирост энергии, безопасную эксплуатацию и более глубокое сжигание актинидов с более длительными периодами между заправками. Правильный выбор представляет собой активная зона с коэффициентом критичности k_eff = 0,985–0,988, при минимально возможном обогащении, с конвертером бериллия радиусом 10–20 см и длиной 110–120 см. Подчеркивается преимущество пучков ионов от ⁷Li до ²⁰Ne с энергиями от 0,25 до 0,75A ГэВ. Представлено предложение по проектированию мишени, необходимой для экспериментального исследования. Мишень состоит из стержней из обогащенного U (5–10 % ²³⁵U), распределенных в 6–8 слоев внутри цилиндра из Pb или графита, длиной 150 см и радиусом 70 cм. Центральная часть цилиндра пуста, что позволяет размещать различные конвертеры.