простые, чем в уравнениях (14.9) и (14.10), предполагая постоянными величину весового содержания изотопа 238U и отношение 235U ê 234U (см. раздел 15.2.2 главы 15). Данные табл. 14.2–14.4 приведены на графике рис. 14.2. Здесь сравниваются интенсивности нейтронного излучения при спонтанном делении и реакции (α,n) для металлического плутония, PuO2, PuF4, металлического урана, UO2, UO2F2 è UF6. Удельные (на грамм урана или плутония) интенсивности перекрывают восемь порядков значений, начиная от металлического урана до PuF4. Интенсивности показаны на графике как функции весового содержания 235U è 239Pu. График полезен для визуального сравнения и оценки статистики измерений в экспериментах с известными детекторами и геометрией.

14.2.3 Примеси

Соединения плутония и урана в ядерном топливном цикле очень редко встречаются полностью свободными от примесей, которые могут значительно искажать образование первичных нейтронов. В качестве примера рассмотрим PuO2 с примесями воды. Обычно вода встречается в PuO2 с номинальным содержанием 1 вес.%. В табл. 14.2 представлена интенсивность образования нейтронов при реакции (α,n) в сухом PuO2 для трех изотопных составов плутония из топлива легководного реактора с низкой, средней и высокой глубиной выгорания. Первый образец содержит приблизительно 10 % изотопа 240Pu от массы плутония. Второй

— приблизительно 16 % 240Pu и третий — приблизительно 25 % 240Pu. На рис. 14.3 показана зависимость интенсивности S(α,n) образования нейтронов (α,n)-реак- ции от весового содержания воды для трех изотопных составов плутония. Значе- ние S(α,n) для материала с 25 % изотопа 240Pu приблизительно в 5 раз больше, чем для материалов с 16 и 10 % 240Pu (из-за высокого содержания 238Pu), независимо от содержания влаги. На рис. 14.4 показаны значения S(α,n) для влажного PuO2 по сравнению с сухим оксидом в зависимости от содержания Н2О. Полезно отметить, что воздействие влаги не зависит от изотопного состава плутония. То есть,

примесь влаги в 1 % производит одинаковые изменения в S(α,n) при содержании 10, 16 и 25 % изотопа 240Pu , а именно +4,4 %. Это указывает на то, что небольшое изменение первоначальной энергии альфа-частиц в результате изменений изотопного состава плутония незначительно влияет на образование нейтронов во влажном PuO2.

Õîòÿ â PuO2 встречаются следы многих примесей, наиболее важным воздействующим фактором является фтор, влияющий на изменение S(α,n). На рис. 14.5 приведена зависимость S(α,n) от примеси фтора в PuO2 (16 % 240Pu) с содержанием 1 и 9 вес. % воды. На рис. 14.6 показаны значения S(α,n) для PuО2 (16 % 240Pu) с примесями фтора по отношению к чистому PuO2 как функция концентрации фтора. Показаны случаи с влажностью 1 и 9 вес. %. Это относительное изменение S(α,n) в зависимости от примеси фтора больше для сухого, чем для влажного

PuO2.

Вода и примеси фтора влияют на образование нейтронов в (α,n)-реакции, но не влияют на образование нейтронов при спонтанном делении. Если содержание воды и фтора известны, то данные на рис. 14.3–14.6 могут быть использованы для корректировки параметров градуировки при анализе методом регистрации полного потока нейтронов. Эти данные были рассчитаны, используя Лос-Аламос- скую программу SOURCES [3, 4]. В работе [5] содержатся результаты расчетов

Ðèñ. 14.3. Удельные интенсивности образования нейтронов в (a,n)-реакциях в PuО2 в зависимости от количества влаги для содержаний 240Pu 10, 16 è 25 %

Ðèñ. 14.4. Зависимость образования нейтронов при (a,n)-реакциях во влажном PuО2 по отношению к сухому PuО2 от количества влаги. Данные для изотопных составов 10, 16 и 25 % 240Pu ложатся на одну кривую

Ðèñ. 14.5. Удельная интенсивность образования нейтронов в (a,n)-реакциях в PuО2 в зависимости от количества примесей фтора для изотопного состав а с 10 %240Pu. Показаны случаи с 1 и 9 вес. % воды

Ðèñ. 14.6. Отношение интенсивности образования нейтронов в (a,n)-реакциях в PuО2 с примесями фтора по отношению к чистому PuО2 в зависимости от концентрации фтора для 16 % 240Pu. Показаны случаи с 1 и 9 вес.% воды

воздействия следовых количеств некоторых примесей с низким атомным номером Z на величину S(α,n) для металлического плутония. В разделе 11.4 главы 11 представлены приблизительные формулы для расчета влияния на S(α,n) примесей в оксидах урана и плутония.