THE PULSED SUBCRITICAL AMPLIFIER OF NEUTRON FLUX DRIVEN BY HIGH-INTENSITY NEUTRON GENERATOR

摘要

The subcritical reactor driven by external neutron source could apply as useful instrument for modern nuclear energy applications requiring high-level irradiation of different materials by the high-energy and high-intense neutron flux (e. g., nuclear waste transmutation, radiopharmaceutical production, etc.). The propagation of neutron pulses through the subcritical nuclear system was considered in the present paper. Simple homogeneous subcritical systems and a model of two-zone subcritical reactor were computationally investigated using Monte Carlo MCNP4c transport code. The propagation of one initial neutron pulse and series of one hundred neutron pulses through the presented subcritical nuclear models were simulated. In this study, the neutron multiplication factor, the neutron flux, the energy amplification factor, the total energy of neutrons in initial pulse, etc. were obtained and analyzed. The presented calculations have shown that the considered pulse subcritical systems can be successfully used as effective amplifiers of neutron flux from the initial source. The modeling results indicate that there is an achievement of a stable, high level of neutron flux caused by the accumulation of delayed neutrons from previous pulses in series of one hundred pulses for both homogeneous and heterogeneous systems.%Поткритични реактор покретан екстерним неутронским извором може наћи своју употребу као користан инструмент у модерној примени нукеларне енергије која захтева озрачивање различитих материјала неутронским флуксевима високих енергија и интензитета (на пример, код трансмутације нуклеарног отпада, у производњи радиофармацеутика, итд). У овом раду разматрано је простирање неутронског импулса кроз поткритични нуклеарни систем. Применом Монте Карло MCNP4c транспортног програмског пакета испитан је једноставан модел хомогеног поткритичног система и модел двозонског поткритичног реактора. За ове моделе симулирано је простирање једног иницијалног импулса неутрона и серије од сто импулса. Прикупљени су и анализирани резултати за мултипликациони фактор неутрона, неутронски флукс, фактор појачања енергије и укупну енергију неутрона у иницијалном импулсу. Анализа приказаних прорачуна показује да се разматрани импулсни поткритични системи могу успешно користити као ефективни појачавач и неутронског флукса од иницијалног извора. Резултати моделовања указују на остваривање стабилног неутронског флукса високог нивоа изазваног акумулацијом закаснелих неутрона од претходних импулса из серије од сто узастопних импулса и код хомогених и код хетерогених система.