,Сборник тезисов докладов X Международной молодежной научной конференции
СОЗДАНИЕ НАБОРА ФАЙЛОВ НЕЙТРОННЫХ И ПРОТОННЫХ АКТИВАЦИОННЫХ ДАННЫХ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ ДИАПАЗОНЕ ОТ 150 МЭВ ДО 1 ГЭВ
Конобеев А.Ю., Коровин Ю.А., Наталенко А.А., Пильнов Г.Б., Станковский А.Ю.
Обнинский государственный технический университет атомной энергетики
Научно-исследовательской лабораторией «Пуск» создан набор файлов нейтронных активационных данных для 684 нуклидов от 1H до 210Po в энергетическом диапазоне от 150 МэВ до 1 ГэВ.
Потребность в оцененных активационных данных в энергетическом диапазоне свыше 150 МэВ вызвана исследованиями активации конструкционных материалов при их длительном облучении в электро- и термоядерных установках с жестким нейтронными протонным спектром и трансмутации отходов ядерного топливного цикла в вышеупомянутых установках. Исследования в области ядерной астрофизики и фундаментальные исследования по взаимодействию высокоэнергетических частиц с веществом существенно расширяют потребности в активационных ядерных данных в области высоких энергий [1].
Для расчета нейтронных и протонных активационных данных выбраны программы CASCADE/INPE [2] и MCNPX [3], для расчета протонных данных дополнительно использовалась программа YILDEX [4]. В программу MCNPX 2.5.0 включен ряд физических моделей описывающих различные стадии протекания ядерной реакции, частично возможны комбинации этих моделей. Таким образом, расчет производился по восьми различным моделям для нейтронных активационных данных и девяти – для протонных.
Выбор оптимальных моделей расчета осуществлялся на основе минимизации факторов согласия рассчитанных данных с экспериментальными протонными данными, взятыми из международной библиотеки экспериментальных ядерных данных EXFOR и последних работ ИТЭФ, выполненных в рамках проекта МНТЦ 2002.
Проанализированы более 4000 экспериментальных точек, для более, чем 1000 реакций на различных ядрах.
В качестве минимизируемого параметра использована линейная комбинация факторов согласия:
• F-фактор: ,
где N-общее число значений, 
— экспериментальное значение сечения,
— вычисленное значение сечения;
• H-фактор: 
,
где 
— погрешность экспериментального значения сечения [5].
Весь диапазон экспериментальных точек разбивался на примерно равные поддиапазоны по массовому числу ядра-мишени. Каждый поддиапазон включил порядка 400 экспериментальных точек. Данная процедура позволила частично нивелировать отсутствие экспериментальных данных для ряда нуклидов.
Для каждого поддиапазона массовых чисел были отобраны наиболее подходящие модели для расчета, по которым и производилась оценка активационных данных.
Нейтронные активационные данные были рассчитаны с шагом 5 МэВ в энергетическом диапазоне от 150 МэВ до 250 МэВ, 25 и 50 МэВ в энергетических диапазонах от 250 МэВ до 600 МэВ и от 600 МэВ до 1 ГэВ соответственно. Все данные представлены в файлах, записанных в формате ENDF-6 (секции MF=3, MT=5 и MF=6, MT=5).
В настоящий момент создание протонных активационных файлов продолжается и ведется работа по отбору расчетных моделей.
Литература
1. Research and Development Needs for Current and Future Nuclear Energy Systems — NEA/OECD Report, 2003, 4453.
2. Barashenkov V.S., Konobeev A.Yu., Korovin Yu.A., Sosnin V.N. — Atomnaya Energiya, 1999, 87, 283.
3. Hendricks J.S. — MCNPX extensions version 2.5.0 — Los Alamos National Laboratory Report, 2005, LA-UR-05-2675.
4. Tsao C.H., Silberberg R., Barghouty A.F. — Updated partial cross sections of proton-nucleus reactions — Ap. J., 1998, 501, 911.
5. Michel R., Nagel P. — International Codes and Model Intercomparison for Intermediate Energy Activation Yields — NEA/OECD Report, 1997, NSC/DOC(97)-1.