Application of Radiogenic Lead with Dominant Content of²⁰⁸Pb for Long Prompt Neutron Lifetime in Fast Reactor

Safety of a fast reactor with a reflector containing a moderator with heavy atomic weight and weak neutron absorption

“…Видимо, поэтому 208 Pb по сравнению с другими изотопами свинца характе ризуется чрезвычайно малым сечением захвата нейтронов [10], причем с резонансами, расположенными только при высоких энергиях. Это приводит к тому, что, во первых, в отражателе из 208 Pb вероятность нейтронам замедлиться без поглощения до тепловых энергий велика (почти 100% [6,7]) по сравнению с природным свинцом (лишь около 30% [6,7]). Во вторых, среднеквадратичное смещение тепловых нейтронов при их диф фузии в 208 Pb (около 8 м [6,7]) значительно больше, чем в природном свинце (около 0,3 м [10]).…”

“…Это приводит к тому, что, во первых, в отражателе из 208 Pb вероятность нейтронам замедлиться без поглощения до тепловых энергий велика (почти 100% [6,7]) по сравнению с природным свинцом (лишь около 30% [6,7]). Во вторых, среднеквадратичное смещение тепловых нейтронов при их диф фузии в 208 Pb (около 8 м [6,7]) значительно больше, чем в природном свинце (около 0,3 м [10]). Отметим, что среднеквадратичное смещение замедляющихся нейтронов от спектра деления до тепловой энергии в свинце слабо зависит от его изотопного соста ва и составляет около 2 м [12].…”

“…Это означает, что после замедления в результате диф фузии тепловые нейтроны имеют возможность вернуться в активную зону из глубины 208 Pb отражателя, а вот отражателем из природного свинца практически все эти нейт роны будут поглощены. В третьих, среднее время жизни тепловых нейронов в природ ном свинце составляет всего около 1 мс [12], а в 208 Pb огромную величину -около 0,6 с [6,7]. Время замедления нейтронов от спектра деления до тепловых энергий мало и составляет всего несколько миллисекунд даже в самых тяжелых по атомному весу сре дах [6,7,10,12,13].…”

“…сформировать в быстром реакторе дополнитель ные запаздывающие нейтроны, которые можно назвать запаздывающими нейтронами отражателя (или отражательными запаздывающими нейтронами) в отличие от традици онных осколочных запаздывающих нейтронов, обусловленных распадом ядер эмитте ров. Это благоприятно повлияет на кинетику быстрого реактора и повысит его безопас ность [6,7].…”

On a significant slowing-down of the kinetics of fast transient processes in a fast reactor

“…It is shown in (Shmelev et al 2011, 2013, Kulikov et al 2014, 2017a, b, c, d, Kulikov 2017) that the use in a fast reactor of a physically thick reflector about 4 m thick made of lead-208 instead of a reflector made of natural lead 0.5 m thick makes it possible to radically slow down the development of a fission chain reaction. This is due to the long return of neutrons to the core from a reflector made of lead-208 due to its heavy atomic weight and low neutron absorption.…”