Produkce neutron ve spalanch reakcch deuteron na sestav

Produkce neutronů ve spalačních reakcích deuteronů na sestavě olověného terče a uranového blanketu Ondřej Svoboda svoboda@ujf. cas. cz

Obsah • • • Projekt Energy plus Transmutation Deuteronové experimenty – monitory svazku – výsledky MCNPX simulace Srovnání experiment simulace Závěr

Projekt Energy plus Transmutation • • Hlavní cíl projektu: studium transmutace štěpných produktů a vyšších aktinoidů spalačními neutrony Naše úkoly: o o o studium produkce neutronů v tlustém, těžkém terči obklopeném štěpným blanketem ozařovaném lehkými ionty Ge. Vových energií Monte-Carlo simulace dané sestavy porovnávání experimentů a simulací

Sestava Energy plus Transmutation

Protonové a deuteronové experimenty • Doposud uskutečněny: - p+ experimenty – energie 0, 7; 1; 1, 5 a 2 Ge. V Analyzovány & simulovány - d+ experimenty - energie 1, 6 a 2, 52 Ge. V Předběžné výsledky… • • • Urychlovač Nuclotron (Spojený ústav jaderných výzkumů, Dubna, Rusko) Intensita ~ 1010/puls, 1013 celková Doba ozařování: ~ 8 h Deuterony pro nás představují novou výzvu – obtíže jak v experimentu, tak v simulacích!!

Monitory svazku reakce monitor svazku – (p, 3 pn)24 Na – dobře známé sexp – (d, 3 p 2 n)24 Na – pouze jediná experimentální hodnota v naší oblasti energií sexp= 15. 25 ± 1. 50 mbarn (2330 Me. V) • 27 Al • nat. Cu monitor svazku – (d, X) – mnoho izotopů (např. : 58 Co, 56 Co, 55 Co, 52 Mn, 48 Cr, 48 Sc, 44 m. Sc, 57 Ni, 48 V, 43 K, 61 Cu atd. ) – žádný sexp v naší energetické oblasti!!

Monitor intensity svazku • • • Al a Cu čtverec 10 x 10 cm, 1 m před terčem - stejné ve všech experimentech U 1, 6 Ge. V d+ experimentu problém – jediná reakce se známým sexp dává nesmyslné výsledky (patrně chyba při měření na HPGe detektoru) Možné řešení: sexp 2, 52 Ge. V d+ Cu Výtěžky + známá intensita svazku p vý o t če vý po če t 1, 6 Ge. V d+ Cu monitor Výtěžky + napočtené s Intensita svazku 2, 74 x 1013 d+ Chyba takovéhoto určení? !?

Monitory svazku – předběžné výsledky pro 1. 6 Ge. V Profil svazku Pozice před terčem Pozice za terčem

Detekce neutronů Al Reakce 197 Au (n, 2 n) 196 Au 197 Au (n, 3 n) 195 Au 197 Au (n, 4 n) 194 Au 197 Au 193 (n, 5 n) Au Bi E prahová [Me. V] Poločas rozpadu 8, 1 6, 183 d 14, 8 186, 1 d 23, 2 38, 02 h 30, 2 17, 65 h Co In Ta EXFOR data

Umístění aktivačních fólií

Měření a vyhodnocení g-spekter • Výtěžky naprodukovaných izotopů počítány s ohledem na všechny nezbytné korekce: - rozpad během ozařování, chlazení, měření - nerovnoměrné ozařování - koincidence - nebodové zářiče - mrtvá doba - účinnost detektoru

Podélné rozložení výtěžků izotopů produkovaných ve Au a Al fóliích (1. 6 Ge. V deuterony)

Příčné rozložení výtěžků izotopů produkovaných ve Au a Al fóliích (1, 6 Ge. V deuterony)

Podélné rozložení výtěžků izotopů produkovaných v Bi fóliích (1. 6 Ge. V deuterony)

Příčné rozložení výtěžků izotopů produkovaných v Bi fóliích (1, 6 Ge. V deuterony)

Simulace deuteronů v MCNPX 2. 6. C V kódu dostupná celá řada modelů – pro deuterony Ge. V energií použitelný pouze jediný!! (INCL 4) INCL 4 zhruba 10 x pomalejší než ostatní, doba výpočtu ~ 10 dní/8 procesorech řešení přes CESNET Popis U/Pb sestavy v MCNPX

Experiment versus simulace I Příklad exp/sim v podélném směru, 3 cm nad osou, 2, 52 Ge. V deuteron

Experiment versus simulace II Příklad exp/sim v radiálním směru, první mezera, 2, 52 Ge. V deuteron

Závěr Protony – vyhodnocení i simulace hotovy, pozorovány nesrovnalosti!! potřeba dalších experimentů… Deuterony – vyhodnocení z velké části hotovo – simulace obtížné, ale řešitelné • Budoucí plány: • Provést protonové experimenty s vyššími energiemi • Pokračovat v deuteronových experimentech – listopad 2007: 4 Ge. V deuterony • Detailní analýza možných zdrojů nejistot Děkuji za Vaší pozornost. .