Сборник тезисов докладов X Международной молодежной научной конференции
УСТАНОВКА СЧЕТА СОВПАДЕНИЙ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДЕЛЯЩИХСЯ МАТЕРИАЛОВ, НАХОДЯЩИХСЯ В КОНТЕЙНЕРЕ AT400R
Ганюшкин Н.А., Ромоданов В.Л., Белевитин А.Г., Афанасьев В.В.
Московский инженерно-физический институт(государственный университет)
Согласно договоренности между заинтересованными сторонами (РФ, США, МАГАТЭ) безопасность и сохранность делящихся материалов (ДМ) должна обеспечиваться, в частности, мониторингом их хранения. Одним из обязательных элементов мониторинга является контроль содержимого контейнера неразрушающими инструментальными методами.
Для транспортировки и хранения часто используют контейнеры типа AT400, в частности для хранения плутония на ПО «Маяк» разработан специальный вариант контейнера AT400R.
Делящийся материал требует периодических контрольных измерений, таких как измерение его массы и состава. На перерабатывающем комбинате «Маяк» в настоящее время находятся сотни таких контейнеров с плутонием, извлеченным из реакторов типа ВВЭР. Следовательно, измерение изотопного состава является достаточно важной задачей. В рамках проекта поставлена задача определения соотношения Pu-240 и Pu-239, решаемая с использованием активно-пассивного неразрушающего метода нейтронных совпадений. Для такого типа исследований наиболее распространены установки на базе AmLi источника нейтронов и электронной схемы совпадений со сдвиговым регистром. Применение указанного источника определяется его спектром, в котором основная часть нейтронов лежит под порогом деления 238U, а частицы, испускаемые источником, некоррелированы во времени. Примером служит установка AVCC. Однако эта система имеет ряд недостатков: невозможность отключить изотопный источник; угроза попадания источников ионизирующего излучения в окружающую среду в случае разгерметизации, террористического акта; рабочая область имеет ограниченные размеры и не позволяет исследовать большие контейнеры.
Предлагаемая установка лишена подобных недостатков. Это определяется использованием цифрового метода счета совпадающих событий деления и импульсного источника нейтронов с DD-реакцией.
Установка введена в эксплуатацию, проведены калибровочные измерения и эксперименты по обнаружению совпадений от нейтронов спонтанного деления, т.е. решена задача по определению содержания Pu-240 в контейнере пассивным методом нейтронных совпадений. Изготовлены макеты контейнеров с разными толщинами слоя воды; проведены несколько серий экспериментов; показано, что на используемом в эксперименте оборудовании можно детектировать не менее десятков граммов изотопа Pu-240. Данное количество меньше того количества, что реально хранится в контейнерах на практике.
Внедрение данной технологии (не имеющей аналогов в России) является существенным прорывом в области учета и контроля делящихся материалов и в первую очередь плутония. Она позволит, работая в режиме реального времени за полминуты определить наличие делящегося материала, отношение делящегося изотопа к сырьевому.
Литература
1. Passive Nondestructive Assay of Nuclear Materials. D.Reily, N.Ensslin, H.Smith, Jr. and S. Kreiner. United State Nuclear Regulatory Commission, 1991.
2. Александров В.А., Афанастьев А.Г., Гаврюченков А.В., Самарин В.А., Исследование активного нейтронного метода идентификации делящихся материалов в закрытых контейнерах с применением импульсного генератора (ВНИИА, Россия), 2004.
3. Boehnel K., .Determination of Plutonium in Nuclear Fuels Using the Neutron Coincidence Method. KFK2203, Karlsruhe, 1975, and AWRE Translation 70 (54/4252), Aldermaston, 1978.
4. Krick M.S., .240Pu -effective Mass Formula for Coincidence Counting of Plutonium with Shift Register Electronics,. in .Nuclear Safeguards Program Status Report, May.August 1977,. J. L. Sapir, Comp., Los Alamos Scientific Laboratory report LA-7030-PR (1977), p.16.