ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕЛЕНИЯ ЯДЕР И ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С НЕЙТРОНАМИ КАК ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ОСНОВ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
- Измерение сечений деления под действием нейтронов и протонов при промежуточных энергиях
- Измерения числа нейтронов в делении и усредненных сечений в делительном спектре нейтронов
- Изучение дифференциальных спектров мгновенных нейтронов при делении ядер заряженными частицами
- Измерение сечений деления тяжелых ядер под действием нейтронов с энергией до 200 МэВ
1. Измерение сечений деления под действием нейтронов и протонов при промежуточных энергиях
Руководитель работ: - д.ф.-м.н., проф. Эйсмонт Вилен Павлович
Телефон: (812) 297-57-49; E-mail:
Ведущие специалисты
- к.ф.-м.н. Смирнов Андрей Николаевич
- к.ф.-м.н. Тутин Геннадий Александрович
Институт участвует в решении крупной международной проблемы - создания внутренне безопасной и экологически чистой ядерной энергетики на основе реактора, управляемого ускорителем. Работы были начаты в 1994 году в составе большого отечественного проекта МНТЦ ?17, а с 1997 года продолжаются в рамках собственных проектов ?? 540, 1309, 2213.
На синхроциклотроне Уппсальского университета (Швеция), рассчитанном как на получение протонов, так и квази-монохроматических нейтронов с энергией до 180 МэВ, сотрудниками Радиевого института впервые измерены полные и дифференциальные сечения деления квазимонохроматическими нейтронами этой области энергий для 14 нуклидов: от 181Та до 243Аm.
Собственные измерения и систематизация литературных данных, получение новых закономерностей легли в основу современной экспериментальной базы данных по сечениям деления ядер при промежуточной энергии.
Для исследования процессов деления слабоделящихся ядер в области свинца и более легких ядер нейтронами промежуточной энергии в лаборатории была спроектирована и изготовлена многосекционная ионизационная камера, позволяющая измерять характеристики деления одновременно до семи различных ядер или 14 мишеней одного элемента с общей массой до 1 грамма.
Для измерения сечений деления на протонах и нейтронах используется камера на основе тонкоплёночных пробойных счётчиков - детекторов столь же нечувствительных к слабоионизирующим частицам, как и твёрдотельные трековые детекторы типа силикатных стёкол, но работающих в режиме реального времени (имеющих мгновенный отклик на осколок деления). Достоинством этих детекторов является их высокое временное разрешение при скорости счёта достаточной для измерения сравнительно малых сечений деления (в области субактиноидов).
|
|
Камера, работающая на пучке нейтронов промежуточной энергии, установленная сотрудниками Радиевого института в Лаборатории Тео Сведберга (г. Уппсала, Швеция)
|
Деление, возбуждаемое лёгкими частицами (нейтронами и протонами), осложняется разнообразием механизмов взаимодействия частиц с ядрами. Полученные нами результаты дали возможность понять роль изоспина падающей частицы, то есть дать теоретическую интерпретацию наблюдаемой разницы протонных и нейтронных сечений. Измерение сечений разделённых изотопов свинца, в том числе дважды магического ядра 208Pb, способствует пониманию роли внутренней структуры ядер. Поэтому принципиальные физические вопросы проводимых работ входят в программу фундаментальных исследований "Ядерная физика" Министерства промышленности, науки и технологий.
2. Измерения числа нейтронов в делении и усредненных сечений в делительном спектре нейтронов
Руководитель работ: - к.ф.-м.н. Драпчинский Леонард Вячеславович
Телефон: (812) 297-57-09; E-mail:
С 1995 г. по настоящее время в лаборатории в рамках проектов МНТЦ ? 183, ? 183В, ? 1828 проводят прецизионные измерения спектров мгновенных нейтронов при спонтанном делении изотопов 244,246Cm и 240,242Pu, при делении тепловыми нейтронами изотопов 243,245Cm и 242mAm, а также измерения спектров мгновенных нейтронов изотопов 241,243Am при делении быстрыми нейтронами с энергиями 2,6; 4,5 и 14,6 МэВ.
Измерения спектров выполняют по методу времени пролета относительно международного стандарта - спектра мгновенных нейтронов спонтанного деления 252Cf, причем исследуемый и опорный спектры измеряют одновременно. Этот метод в настоящее время является наиболее точным и надежным.
3. Изучение дифференциальных спектров мгновенных нейтронов при делении ядер заряженными частицами
Руководитель работ: - к.ф.-м.н. Батенков Олег Игнатьевич
Телефон:(812) 297-57-09; E-mail:
Для измерения спектров нейтронов и осколков деления в Радиевом институте применяют различные типы соответствующих детекторов. В лаборатории создан многопараметровый спектрометр, позволяющий проводить высокопрецизионные измерения характеристик нейтронных и осколочных распределений.
В настоящее время развивается сотрудничество с Орегонским университетом (проф. В. Лавеланд) и Уппсальским университетом (проф. К. Алеклет) в области изучения процессов слияния ядер с применением радиоактивных пучков
|
|
Многопараметровый спектрометр
|
Вакуумная камера с детекторами
|
4. Измерение сечений деления тяжелых ядер под действием нейтронов с энергией до 200 МэВ
Руководитель работ: - к.ф.-м.н. Фомичев Александр Васильевич
Телефон: (812) 297-58-64 доб. 23; E-mail:
С целью совершенствования базы ядерных данных для трансмутационных технологий проводят экспериментальные и теоретические исследования реакции деления тяжелых ядер.
Эксперименты выполняют на синхроциклотроне (ПИЯФ, г. Гатчина) на пучке быстрых нейтронов с энергией 1 Гэв. Установка позволяет производить измерения сечений деления тяжелых ядер под действием быстрых нейтронов в диапазоне энергий 0.5 - 200 МэВ с шагом 1 МэВ.
Выполнены два проекта МНТЦ, в ходе которых измерены нейтронные сечения деления 238U и 233U, 232Th, 239Pu, 240Pu, 243Am, Pb, Bi, W относительно 235U.
Лаборатория планирует модернизировать установку:
- расширить доступный для измерений энергетический диапазон, как в сторону низких, так и высоких энергий;
- выполнить измерения сечения деления стандарта, 235U, относительно сечения на водороде.
Теоретические исследования посвящены изучению такого параметра реакции вынужденного деления, как переданный ядру мишени импульс. В лаборатории разрабатывают методику извлечения значений этого параметра из экспериментального углового распределения осколков деления. Ищется способ тестирования ядерных моделей по данным такого эксперимента.
|