1 / 24

6. 12. 2006 Řež

Využití tříštivých reakcí k produkci neutronů pro transmutaci radionuklidů – experiment deuterony 2,52 GeV –. Ondřej Svoboda. 6. 12. 2006 Řež. Obsah prezentace. Úvod Spalační reakce Experimenty – společný úvod Deuterony 2,52 GeV Závěr. Úvod – projekt „Energy plus Transmutation“.

keelia
Download Presentation

6. 12. 2006 Řež

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Využití tříštivých reakcí k produkci neutronů pro transmutaci radionuklidů – experiment deuterony 2,52 GeV – Ondřej Svoboda 6. 12. 2006 Řež

  2. Obsah prezentace • Úvod • Spalační reakce • Experimenty – společný úvod • Deuterony 2,52 GeV • Závěr

  3. Úvod – projekt „Energy plus Transmutation“ • Projekt „E+T“ se zabývá využitím urychlovačů k transmutacím a k produkci energie. • Doposud byla v rámci projektu provedena celá řada experimentů v oblastech: - terčových materiálů a vhodné geometrie - zdroje nabitých částic s ohledem na jejich vydatnost a dosahované energie - transmutační schopnosti systémů (jodové vzorky) - složitější sestavy s uranovým blanketem

  4. Současný stav výzkumu ve světě V současné době je naplánována celá řada experimentů se spalačními terči a rozsáhlým blanketem… Ansaldo Framatom Myrrha

  5. Přehled dalších plánovaných experimentů Převzato z konference konané v Jaipur, Indie, leden 2006

  6. Tříštivé (spalační) reakce • Pro většinu transmutačních reakcí potřebujeme silná neutronová pole => hledání vhodného zdroje • Vysokoenergetické nabité částice produkují při srážkách s jádry těžkých prvků mnoho neutronů (tříštivé reakce)

  7. “Energy plus Transmutation”

  8. Hlavní cíle experimentu • Studium spalačních reakcí a hustot neutronových toků ve velkých systémech terče a blanketu • Srovnání experimentálních výsledků se simulacemi a vyvození závěrů z hlediska použitých modelů a knihoven • Ověření účinných průřezů pro vysokoenergetické neutrony • Výzkum neutronové bilance a schopností multiplikace použitého blanketu

  9. Terč • Terč - tlustá olověná tyč (délka 48 cm, průměr 8,4 cm), rozdělená do 4 částí • Aktivační detektory - umístěny mezi jednotlivými částmi terče, dále pak před, za i nad blanketem • Terč byl obklopen přírodním uranem ve formě válců (206,4 kg) • Celá sestava kryta v boxu, stěny vyplněny polyethylenem (biologické stínění) • Stěny boxu vyloženy kadmiem pro odstínění tepelných neutronů

  10. Před ozařováním - Polaroidové filmy Profil svazku • Během ozařování – Cu fólie (přímo před terčem)

  11. Kruhové monitory - Al Intenzita svazku • Čtvercové monitory – Al+Cu 10 x 10 cm2

  12. Detekce vznikajících neutronů (1) • Neutrony vznikající ve spalačních reakcích v terči byly měřeny metodou neutronové aktivační analýzy • Použité aktivační materiály - Au, Al, Bi, Co, Y, In a Ta fólie • Parametry: hmotnost ~ 1 g, tloušťka ~ 0,1 mm (v závislosti na materiálu fólie), celkem cca 100 kusů Al Au Bi Co In Ta

  13. Detekce vznikajících neutronů (2)

  14. Vyhodnocení fólií • Fólie byly proměřeny na HPGe detektoru • Vyhodnocení naměřených spekter jsem provedl pomocí programu Deimos32, který fituje gama-píky Gaussovou křivkou • Následovalo přiřazení píků k příslušným izotopům • Výtěžky jednotlivých izotopů určeny s ohledem na všechny korekce (rozpad během ozařování, koincidence, nerovnoměrné ozařování, plošné zářiče..)

  15. Korekce na nerovnoměrné ozařování Nuclotron jako víceúčelový experimentální urychlovač bohužel nepracuje vždy zcela ideálně… červen 2004, protony 0,7 GeV

  16. Urychlovač Nuclotron • Supravodivý urychlovač – až 12,8 GeV na proton, respektive 6 GeV na nukleon (možnost urychlování jader až po uran) • Extrakční doba 10 s • Intenzita svazku 108 až 1011 • Supravodivé magnety ze slitiny NbTi – chlazeny na 4,5 K • Obvod 251,5 m, hmotnost chlazených magnetů přes 80 tun • Stále se čeká na rekonstrukci + stavba boosteru

  17. Experiment – Deuterony 2,52 GeV

  18. Svazek – deuterony 2,52 GeV

  19. Monitory svazku - reakce • na Al monitorech svazku – reakce 27Al(d,3p2n)24Na, pouze jediná experimentální hodnota účinného průřezu: 15,25 ± 1,50 mbarn (2330 MeV) • na Cu monitorech svazku – detekovány izotopy 58Co, 56Co, 55Co, 52Mn, 48Cr, 48Sc, 44mSc, 57Ni, 48V, 43K, 61Cu, žádná experimentální data k účinným průřezům!!! => Cu monitory svazku pouze pro relativní porovnání

  20. Monitory svazku - výsledky • celkový tok deuteronů přes Al monitor – 6,4(7)x1012 • posun svazku: 0,3 cm dolů a 1,5 cm doprava • profil svazku eliptický blízký kruhu

  21. Podélná distribuce produkovaných izotopů na Au a Al fóliích – 3 cm od osy terče 3 cm from the target axis

  22. Radiální distribuce produkovaných izotopů na Au a Al fóliích – první mezera

  23. Radiální distribuce produkovaných izotopů na In fóliích – první mezera

  24. Závěr • Cílem experimentů je: studium rozložení neutronového pole v sestavě simulace sestavy pomocí MCNPX porovnání získaných výsledků • Pro protony získána slušná systematika, nyní se pokusíme naměřit i pro deuterony • Vyhodnocení experimentu s deuterony 2,52 GeV prakticky hotovo, nyní simulace v MCNPX • Další experiment je plánován na prosinec 2006 – deuterony 4 GeV Děkuji za Vaší pozornost…

More Related