Технодоктрина - новая молодёжная промышленная политика Технодоктрина, ноябрь 2014 | 页面 112

110 реальной схемой ядерной энергетики, в рамках которой возможно вовлечение запасов тория в решение глобальных энергетических проблем. В современной ядерной энергетике для деления тяжёлых ядер используются нейтроны с энергией до примерно 10 МэВ. Это связано с тем, что освоенные сегодня реакции деления изотопов U235 и Рu239 и реакции синтеза D и Т дают только такие нейтроны. Свойства нейтронов большей энергии практически неизвестны. Они имеются только в космических лучах, интенсивность которых крайне мала, что делает экспериментирование с ними в интересах энергетических задач практически нереальным. Свойства таких нейтронов моделируются только протонами. В области энергий от 10 до примерно 100 МэВ такое моделирование неэффективно в силу того, что кулоновский барьер достигает 10–15 МэВ и взаимодействие сильно искажается «размазанным» в веществе отрицательным зарядом электронов. Моделирование нейтронов протонами эффективно только после энергий в 100 МэВ. В экспериментах, выполненных нашей группой в 1998 и 2002 гг. на ускорителях в Дубне и Протвино, была поставлена задача исследования взаимодействия нейтронов с энергией больше 10 МэВ с тяжёлыми ядрами. При этом энергия пучка протонов составляла величину от 5 до 20 ГэВ. В экспериментах по понятным причинам были использованы только свинец и висмут. Основные результаты этих экспериментов сводятся к следующему: • активность большой свинцовой мишени с фрагментами висмута была доведена до 8 Р/час. Через двое суток она снизилась в тысячу раз, а через 12 суток – до уровня фона. В то время как тепловыделяющий элемент, облучённый нейтронами «низкой» энергии, снижает свою активность на два порядка в течение 10 лет. Значительная доля тепловыделения пришлась на периферию мишени. Это может быть связано только с реакцией фрагментации тяжёлых ядер с положительным энергетическим выходом; • энерговыделение в мишени превысило энергию, подведённую к мишени с пучком протонов на 25%. Наиболее важным результатом на данном этапе является первый результат. Он показывает, что фрагментация под действием нейтронов «большой» энергии принципиально отличается от обычного деления под действием нейтронов «малой» энергии. Это обстоятельство даёт надежду на создание практически безотходной ядерной энергетики. Получение «энергетически» интересного результата базируется на том обстоятельстве, что, несмотря на сравнительно низкие сечения деления тяжёлых ядер (порядка единиц барн), вероятность их деления, и в первую очередь ядер урана-238 и тория, в диапазоне энергий нейтронов в десятки МэВ близка к единице. В силу этого обстоятельства термализации нейтронов до того, как они вызовут акт деления, может не произойти, тем более что можно сделать соответствующий запас по энергии нейтронов в процессе их генерации. Кроме того, концен- трация делящихся ядер в отличие от современных реа