автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Комплексное исследование моделей взаимодействия высокоэнергетических частиц и создание библиотеки активационных ядерных данных

10-4 к^-*

1252

1'й ВД'ДЛЯИ-

На правах рукописи

НАТАЛЕНКО Анатолий Андреевич

КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЧАСТИЦ И СОЗДАНИЕ БИБЛИОТЕКИ АКТИВАЦИОННЫХ ЯДЕРНЫХ ДАННЫХ

Специальность 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и

комплексы программ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва 2010

Работа выполнена в Обнинском институте атомной энергетики - филиале федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ».

Научный руководитель доктор физико-математических наук,

профессор

Коровин Юрий Александрович

Официальные оппоненты доктор физико-математических наук,

профессор

Галкин Валерий Алексеевич

кандидат физико-математических наук, Блохин Анатолий Иванович

Ведущая организация Институт теоретической и

экспериментальной физики имени

А.И.Алиханова

(ФГУП «ГНЦ РФ - ИТЭФ»)

Защита состоится «26» мая 2010 г. в 15 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д 212.130.09 в Национальном Исследовательском Ядерном Университете «МИФИ» по адресу: 115409, г. Москва, Каширское шоссе, д. 31, тел. (495) 324-84-98, (495) 323-92-56. /

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Национального Исследовательского Ядерного Университета «МИФИ».

Автореферат разослан <«. » апреля 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.ф.-м.н., проф. Леонов А.С.

РОССИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

БИБЛИОТЕКА _г о 1 о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации определяется необходимостью расширения энергетического диапазона традиционных реакторных библиотек для обеспечения долгосрочной перспективы развития ядерной энергетики и решения проблемы обращения с отработавшим ядерным топливом путем введения в топливный цикл инновационных энергетических установок с жестким нейтронным спектром (ЭЛЯУ и ГТЯР).

Объектом исследования являются модели взаимодействия частиц и ядер с энергиями от 150 МэВ до I ГэВ.

Цель и задачи исследования. Целью работы является комплексное исследование моделей взаимодействия высокоэнергетических частиц с применением технологии математического моделирования, данных вычислительных и натурных экспериментов для создания библиотеки оцененных протонных и нейтронных активаци-онных ядерных данных в энергетическом диапазоне первичного нуклона от 150 МэВ до I ГэВ.

В соответствии с целью задачами исследования стали:

1. Анализ данных вычислительных и натурных экспериментов, и обоснование необходимости создания новой библиотеки активационных ядерных данных.

2. Исследование особенностей и областей применения моделей взаимодействия высокоэнергетических частиц с применением технологий математического моделирования и вычислительного эксперимента для расчёта активационных ядерных данных. Обоснование выбора программ для проведения расчётов.

3. Создание алгоритма для проверки адекватности моделей нуклон-ядерных взаимодействий в области энергий от 150 МэВ до I ГэВ на основе данных натурного эксперимента. Выбор оптимальных моделей и их параметров для проведения расчётов. Оптимизация и адаптация программ для проведения конкретных расчетов.

4. Использование данных натурного эксперимента для моделирования аппроксимирующих зависимостей и заключительной коррекции данных вычислительного эксперимента.

5. Создание проблемно-ориентированной программы для работы с файлами оцененных ядерных данных, записанных в международном формате

i:ndf-6.

Научные положения, выводы и рекомендации, сформулированные в диссертации, обоснованы использованием современных программ, реализующих новейшие разработки в области нуклон-ялерных взаимодействий, и сравнением результатов моделирования с экспериментальными данными на различных этапах работы, чго позволило выбрать наиболее подходящие модели, определить значения

их свободных параметров и диапазоны применения. Таким образом, при создании библиотеки активационных ядерных данных применялся комплексный анализ проблемы обеспечения активационных исследовании необходимыми ядерными данными, и поставленные задачи решены с максимально возможной на сегодняшний день точностью. "

Научная новизна работы:

1. Разработан новый алгоритм проверки адекватности моделей высокоэнергетических нуклон-ядерных взаимодействий.

2. Впервые сформулированы рекомендации по применению современных компьютерных программ МСЫРХ и САБСАОЕЛЫРЕ, определены основные параметры каскадно-испарительных моделей, влияющие на точность расчёта высокоэнергетических активационных ядерных данных.

3. Впервые создана библиотека протонных и нейтронных активационных ядерных данных в энергетическом диапазоне первичных нуклонов от 150 МэВ до 1 ГэВ для 717 изотопов от водорода до полония.

4. Создана новая проблемно-ориентированная программа для обработки файлов оцененных ядерных данных, записанных в международном формате ЕШР-6.

Практическая значимость:

1. Созданная библиотека НЕАО-2009 необходима для решения широкого спектра задач в области прикладных исследований по физике электроядерных установок и технологии трансмутации долгоживуших отходов ядерного топливного цикла.

2. Разработанный алгоритм проверки адекватности моделей высокоэнергетп-ческих нуклон-ядерных взаимодействий может использоваться для уточнения параметров моделей ядерных реакций и создания более совершенных программ для моделирования нуклон-ядерных взаимодействий.

Личный вклад автора. Автор приминал непосредственно участие в разработке и реализации всех этапов создания библиотеки активационных ядерных данных. В первую очередь были выбраны экспериментальные данные из библиотеки ЕХ1?(Ж. Затем был проведен теоретический обзор моделей ядерных реакций (реализуемых в заданном диапазоне энергий) и доступных программ, моделирующих нуклон-ядерные взаимодействия. Используя статистический анализ, были выбраны наиболее ~ подходящие модели для расчёта, проведена адаптация этих моделей к условиям конкретной задачи. Выполненный расчёт сечений образования остаточных ядер для 717 изотопов был мвершен компиляцией файлов в формате Р^ПИ-б. Произведено сравнение данных из библиотек Н1.АО-2009. l:\FOR и ШШЫ1Е-2007. Разработана программа АГЖ. Данные из библиотеки IIГ.А13-2009 использованы в расчётах в обоснование бе опасности ЭЛЯУ на основе реактора НЬБУ.

На защиту выносятся:

1. Алгоритм и результаты проверки адекватности моделей нуклон-ядерных взаимодействий в области энергий от 150 МэВ до 1 ГэВ на основе данных натурного эксперимента.

2. HEAD-2009 - библиотека протонных и нейтронных оцененных активаци-онных ядерных данных в энергетическом диапазоне от 150 МэВ до 1 ГэВ для 717 изотопов от водорода до полония.

3. Проблемно-ориентированная программа для обработки файлов актпвацп-онных ядерных данных, записанных в международном формате ENDF-6.

Апробация результатов диссертации. Результаты работы докладывались на всероссийских и международных семинарах и конференциях:

1. Безопасность АЭС и подготовка кадров. IX Международная конференция, Обнинск, 24 - 28 октября 2005 г.

2. Физические проблемы топливных циклов ядерных реакторов «ВОЛГА -2006». XIV семинар по проблемам физики реакторов. Москва, 4-8 сентября 2006 г.

3. ND-2007 - International Conference on Nuclear Data for Science and Technology. Nice, France, 22 - 27 April, 2007.

4. Безопасность АЭС и подготовка кадров. X Международная конференция, Обнинск, I - 4 октября 2007 г.

5. XV семинар по проблемам физики реакторов («Волга-2008»). Актуальные проблемы физики ядерных реакторов - эффективность, безопасность, нераспространение. Москва, 2-6 сентября 2008 года.

6. Workshop on Accelerator Radiation Induced Activation (ARIA'08), Villigen, Switzerland, October 13 -17, 2008.

7. Безопасность АЭС и подготовка кадров. XI Международная конференция, Обнинск, 29 сентября - 2 октября 2009 г.

8. Научная сессия МИФИ - 2010. Москва, 25-31 января, 2010.

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 16 работ, в том числе 4 статьи - в ведущих рецензируемых научных журналах, определенных ВАК, и 12 - в материалах всероссийских и международных конференций и семинаров.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав текста, заключения, библиографического списка, включающего 143 наименований и двух приложений. Работа изложена на 146 странице, в том числе 131 страниц основного текста с 23 иллюстрациями и 22 таблицами.

Содержание работы Во Введении раскрыта актуальность темы диссертации, степень её разработанности. определены цель, задачи и методология исследования. Обоснованы научная пошнна н практическая значимость диссертации.

В главе 1 обозначена проблема обращения с отработавшим ядерным топливом, рассматривается перспектива трансмутации РАО в ЭЛЯУ и проведен обзор проблемы недостаточности ядерных данных для расчёта и конструирования инновационных ядерных установок.

В разделе 1.2 рассматривается привлекательная, именно с точки зрения безопасности в будущем, технология трансмутации РАО, в которой нуклиды представляющие опасность для человечества перерабатывается в стабильные изотопы и не представляют дальнейшей угрозы. Рассматривается применение ЭЛЯУ для трансмутации младших актинидов и продуктов деления, как актуальная инновационная концепция обращения с отходами ядерного топливного цикла. Исследования в области ЭЛЯУ могут быть условно разделены на три группы:

• исследования в области ускорительных технологий;

• исследования в области нейтровыделяющих мишений;

• исследования нейтронно-физических характеристик активной зоны ЭЛЯУ. Однако существует общая проблема, объединяющая все три направления исследований - это проблема обеспечения исследователей оцененными ядерными данными, необходимых для разработки и конструирования ЭЛЯУ.

В разделе 1.3 дается обзор существующих библиотек оцененных ядерных данных, и определяются ядерные данные необходимые для расчёта и конструирования ЭЛЯУ. В последнее десятилетие был существенно расширен энергетический диапазон требуемых ядерных данных. Специфика конструкции ЭЛЯУ предъявляет ряд новых требований по ядерным данным, в частности, оцененные протонные и нейтронные активационные ядерных данные в области энергий до 1 ГэВ требуются для:

• расчета энерговыделения и накопления продуктов глубокого расщепления в мишени,

• моделирования процессов переноса протонов и исследования радиационных повреждений материалов в системе ввода пучка.

Крупные библиотеки оцененных протонных и нейтронных активационных данных приведены в таб. 1. Также в таб. 1 представлены библиотеки HEPAD-2008 и IEAF-2005-revl, созданная и обновленная диссертантом, соответственно.

Как видно из табл. 1 существует необходимость в создании новой высокоэнергетической библиотеки протонных активационных ядерных данных, кроме того, библиотека IEAF-2005 требует обновления, т.к. за последнее время появились более совершенные высокоэнергетические модели ядерных реакций.

В заключение Главы 1 формулируются задачи диссертационной работы, а именно: • • .

• создание библиотеки протонных активационных ядерных данных в энергетическом диапазоне налетающего протона от 150 МэВ до 1 ГэВ. Библиотека получила название HEPAD-2008 (Migh-Knergy Proton Activation Dala);

• обновление библиотеки нейтронных активационных ядерных данных 1ПАР-2005, обновленная версия получила название IHAF-2005-rev2 (2009).

Так как активационные эксперименты долги, дороги и нет большого числа доступных экспериментальных установок, использование программ для моделирования ядерных реакции - единственное решение для активацнонных исследований. Кроме того, большинство экспериментов выполняется на мишенях с естественным изотопным составом данного элемента, таким образом, определяется только кумулятивный выход остаточных ядер. Надежные теоретические вычисления необходимы для получения независимых выходов для отдельных изотопов.

Таблица 1. Библиотеки оцененных активацнонных данных

Название библиотеки Протонные данные Нейтронные данные

Общее количество файлов / Диапазон зарядовых чисел ядер Энергетический диапазон первичного нуклона Общее количество файлов / Диапазон зарядовых чисел ядер Энергетический диапазон первичного нуклона

The European Activation File. EAF-2007 816/1-100 до 60 МэВ 816/ 1-100 до 60 МэВ

Proton Activation Data File, PADF-2007 2355/ 12-88 до 150 МэВ - -

JENDL High Energy File 2007. JENDL/HE-2007 106/1-95 до 3 ГэВ 106/1-95 до 3 ГэВ

Joint Evaluated Fission and Fusion File. JEFF 26 /20-83 до 200 МэВ 774/1-100 до 20 МэВ

TALYS-bascd Evaluated Nuclear Data Library. TENDL-2008 35019-84 до 200 МэВ 350 / 9-84 до 200 МэВ

High-Energy Proton Activation Data, HEPAD-2008 682 / 1-84 до 1 ГэВ - -

I'hc Intermediate Energv Activation File. IEAF-2005 - - 682 / 1-84 ло 1 ГэВ

В главе 2 раскрывается проблематика описания ядерных реакций в области энергий налетающей частицы более 150 МэВ.

В разделе 2.1 представлен обзор программ и моделей ядерных реакций в энергетическом диапазоне свыше 150 МэВ. В настоящее время в качестве расчётных инструментов моделирования ядерных реакций используются программы, реализующие как различные полуклассические подходы, так и модели квантово-молекуляр-ной динамики (К'МД). 11а рис. 1 схематично изображен подход к описанию высокоэнергетических процессов, реалшуемый в современных расчётных программах. Важнейшим обстоятельством, влияющим на результаты моделирования ядерной реакции, помимо параметров каждой из модели, являются критерии для перехода между моделями.

Рис. 1. Описание процессов высокоэнергетического взаимодействия

Если в процессе реакции образуется осколок с массовым числом меньшим А|, его дальнейшее поведение описывается в рамках модели фрагментации. Аналогично, поведение осколка с массовым числом большим А2 описывается с помощью модели деления. Дальнейшее поведение осколков деления описывается в рамках испарительной модели.

В разделе 2.2 представлен обзор программ МСЫРХ 2.6с и САБСАОЕ/МРЕ, которые были выбраны для создания библиотеки протонных активационных ядерных данных НЕРАО-2008. Для описания ядер-ядерных взаимодействий в программу МСЫРХ 2.6с включены различные, указанные выше модели, есть возможность использовать их комбинации. В табл. 2 подробно представлены физические модели, реализуемые в вышеупомянутых программах и примененные для расчёта файлов НЕРАО-2008.

Таблица 2. Физические модели, реализуемые в программах МСЫРХ 2.6с и

CASCADE/INPE

Расчетная модель Модели для различных стадий ядерной реакции

Программа Внутриядерный каскад Прелрапновес-ная стадия Равновесная стадия Деление Фрагменгация

Bcrtini/Drcsner MCNPX 26C Berlini Dresner ЯЛЕ

Bcrtini/ABLA MCNPX 26C ABLA

ISABI.L/Oresner MCNPX 26C ISABEL Diesner RAl. Еепш Breakup Модель

ISABEL ABLA MCNPX 26C МРМ ABLA

1NCI 4 Dresner MCNPX 26C INCL4 Dresner RAL

INC1 4 .ABE.A MCNPX 26C ЛВ1.А

CI-MOT 01 MCNPX 2(>C' JINR/Dubna lc iijmchchhhmio MEM GEM 2 I егин Breakup модель (с И IMCHL'IIIIHMJ!)

CASCADE CASCADE/ INPI. IINR/Dubna не рассматривается JINR/Duhna (Weisskopf model) J INK/ Dublin НС рассма-фипа-ется

В разделах 2.3-2.6 дается подробное описание и сравнительный анализ различных МВК. предравновесной, испарительной и делительной моделей, реализуемых в программах МПМРХ 2.6с и САБСАПЕ/^РЕ. Особое внимание уделяется свободным параметрам МВК.

В области предравновесных процессов динамика эволюции составной системы описывается через изменение числа жетонов в конфигурационном пространстве ядра по средствам мастер-уравнения жеитоиной модели. Плотноеп» частично-

дырочных состояний вычисляется по формуле Внльямса. В MEM модели в отличие от МРМ модели рассматриваются внутриядерные переходы с уменьшением числа экситонов в конфигурационном пространстве. Учитывается принцип запрета Паули, для квадрата матричного элемента остаточного двухчастичного взаимодействия используется параметризация на основе зависимости от средней энергии, приходящейся на один экситон.

В разделе 2.7 описаны проблемы моделирования высокоэнергетических взаимодействий. Как видно из табл. 2, даже в рамках двух программ существует значительное количество моделей, описывающих не только различные стадии ядерной реакции в рамках феноменологического подхода, но и множество моделей различных авторов, описывающих одну и ту же стадию ядерной реакции. Наибольшие трудности существуют в МВК в области высоких энергий. Дело в том, что МВК изначально создавалась как полуклассическая модель. Считалось, что при достаточно больших энергиях квантовыми эффектами можно пренебречь, но как показывали дальнейшие исследования - это утверждение не совсем верно, и существует ряд эффектов, которые имеют место и при таких энергиях, например, эффекты на границе ядерного потенциала или образование кластеров. Введение же квантовых поправок в классическую, по сути, модель задача не простая, именно поэтому МВК содержит большое количество свободных параметров. В действительности, значение того или иного свободного параметра может быть извлечено (причем, не прямым образом) только из эксперимента, последних в области высоких энергии на порядки меньшем, чем даже в области промежуточных энергий, не говоря уже об испарительной области.

В главе 3 описаны методики создания библиотеки HEPAD-2008 и обновления библиотеки IEAF-2005.

В разделах 3.1 и 3.2 изложен алгоритм выбора конкретных моделей (табл. 2) для расчёта протонных актнвациоиных ядерных данных, позволяющая получить результаты, находящиеся в наилучшем согласии с существующими экспериментальными данными. Предлагается два подхода к выбору моделей для расчёта:

• аналитический подход (на основе анализа свободных параметров моделей и

руководствуясь последними достижениями в теории ядерных реакций);

• статистический подход (на основе анализа экспериментальных данных и

проведения прецизионных расчётов с целью оценки корреляции расчётных п

экспериментальных сечений реакций).

В рамках аналитического подхода рассматривались различия только в параметрах МВК, были выделены основные параметры, влияющие на результаты моделирования:

• распределение плотности внутриядерных нуклонов;

• значение пионного потенциала и описание пионнон динамики;

• учет взаимодействия между каскадными частицами;

• учет возможности образования кластеров;

• учет эффектов отражения и преломления на границе ядерного потенциала;

• учет эффекта уменьшения плотности внутриядерных нуклонов по мере развития каскада;

• реализация метода Монте-Карло;

• критерии перехода к предравновесной стадии;

• описание реакций на легких ядрах.

Анализ этих параметров не дает стопроцентной гарантии относительно релевантности той или иной модели, но, руководствуясь современными представления в теории ядерных реакций и, учитывая, что представленные выше МВК довольной сильно отличаются, аналитический подход позволяет создать предварительную градацию моделей.

1. Согласно последним экспериментальным данным о структуре ядер, функция распределения плотности внутриядерных нуклонов наилучшим образом может быть смоделирована распределением Вудса-Саксона с параметром диффузиости границы, извлекаемом из эксперимента. Непрерывное распределение может быть аппроксимировано различным количеством зон с постоянной плотностью нуклонов.

2. Во всех вышеупомянутых МВК пионная динамика описывается через образование и распад дельта-резонансов в реакциях нуклон-нуклонного и пион-нуклонного взаимодействия в рамках изобарной модели Штернхеймера-Линденбаума. В модели INCL4 используются уточненные данные о времени жизни дельта-резонансов. В модели Bertini учитывается лишь однопионный обмен, который в действительности преобладает лишь на больших расстояниях порядка 2 Фм и более. Во всех МВК используются упрощения для представления пионного потенциала, в то время как реальный пионный потенциал, даже в случае однопнонного обмена, является суперпозицией магнитостатических дипольных потенциалов и содержит центральную спин-спиновую и тензорную части.

3. Возможность учета взаимодействий между каскадными частицами напрямую связана с алгоритмом реализации метода Монте-Карло, в частности, при пространственно-подобном подходе такой учет невозможен. Взаимодействие между каскадными частицами учтено в моделях ISABEL и 1NCL4.

4. Возможность образования кластеров на каскадной стадии учитывается в INCL4 и CEM03.0I моделях. Не принятие во внимание этого эффекта приводит к завышению сечений образования нуклонов па каскадной стадии и занижению сечений образования кластеров на предравновесной и испарительной стадиях.

5. В первых МВК поведение внутриядерных нуклонов описывалось в рамках классической релятивистской динамики без учета эффектов надбарьерноого п под-барьерного рассеяния нуклонов на диффузионной границе ядерного потенциала. В последующем, поправки связанные с граничными эффектами, были внесены во все рассмотренные в Главе II МВК, за исключением, Bertini и ISABEL. В модели INCL4 отражение и преломление на ядерной поверхности учитывается в соответствии с формализмом Гамова.

6. Эффект уменьшения плотности внутриядерных нуклонов по мере развития каскада имеет место для любых ядер мишеней и энергий налетающих частиц. В МВК Bertini этот эффект не рассматривается.

7. Временно-подобный метод Монте-Карло реализуется в МВК ISABEL, INCL4 и CASCADE, пространственно-подобный - в моделях Bertini и СЕМ03.01. Преимущество временно-подобного метода состоит в возможности учесть взаимодействие между каскадными частицами, локальное изменение ядерного потенциала и плотности ядерного вещества, обусловленные предыдущими взаимодействиями. Недостаток же данного метода - это более сложный алгоритм расчёта и, как следствие, более длительное время расчёта.

8. Сравнивая различные критерии перехода к предравновесной стадии ядерной реакции, отметим, что в модели INCL4 каскадная стадия самая короткая, а в модели СЕМ03.01 - самая длинная. Длинная каскадная стадия более предпочтительна для реакций на тяжелых ядрах.

9. На сегодняшний день только модель СЕМ03.01 описывает реакции на легких ядрах с массовыми числами А<5 в рамках модели фрагментации Ферми, а не в рамках каскадно / предравновесно / испарительного подхода, который в силу малого количества нуклонов в ядрах практически не применим.

В рамках статистического подхода был проведен анализ экспериментальных данных из библиотеки EXFOR. Были рассмотрены несколько способов выбора оптимальной расчетной модели, в том числе сравнение экспериментальных и рассчитанных данных по методу наименьших квадратов, регрессионный, корреляционный и факторный анализ. В итоге автором было отдано предпочтение факторному анализу, т.к. данный подход, с одной стороны, проще всего реализуется, а с другой, дает результаты качественно подобные результатам, получаемым при применении более сложных и громоздких, с точки зрения вычислений, других методов.

Для оценки близости рассчитанных и экспериментальных данных весь диапазон экспериментальных точек был разбит на примерно равные поддиапазоны по массовому числу ядра-мишени. Каждый поддиапазон включал порядка 400 экспериментальных точек, для которых были вычислены значения сечений выхода остаточных ядер для реакций типа (р.х). Данная процедура позволила частично нивелировать отсутствие экспериментальных данных для ряда нуклидов. В рамках факторного подхода в качестве оценочного параметра выступала линейная комбинация F- и Н-факторов согласия, рассчитываемых по формулам:

где N - общее число экспериментальных точек, ^.счр - экспериментальное значение

сечения, ^Са/с - вычисленное значение сечения, где - погрешность экспери-

ментачыюго значения сечения

В данном случае фактор Р позволяет оценить взаимосвязь между рассчитанными и экспериментальными данными, а фактор И позволяет учитывать погрешность экспериментальных данных. Оба эти фактора широко используются в подобных сравнениях. Линейная комбинация факторов согласия вычислялась в виде суммы факторов Г и Н с весом, равным суммарному значению каждого фактора для всех моделей в выбранном диапазоне массовых чисел ядра-мишени.

Дополнительно был проведен корреляционный анализ и анализ по МИК. Результаты анализа по МНК и корреляционного анализа совпадают с результаты факторного анализа и дают одинаковые рекомендации по выбору расчётных моделей для соответствующих диапазонов изотопов. В табл. 3 представлены модели, рекомендованные для расчёта файлов протонных активацнонных данных.

Таблица 3. Модели, рекомендованные для расчёта файлов протонных активацнонных данных

Диапазон изотопов Расчетные модели для HEPAD-2008

1-И-1 - 10-Ne-22 CEM03.01

1 l-Na-23 - 13-А1-27 INCL4/Dresner

12-Mg-28 - 27-Со-55 CASCADE

29-Cu-56 - 28-Ni-59 Bertini/Dresner

26-Fc-60 - 40-Zr-89 CASCADE

38-Sr-90 - 54-Xe-124 INCL4/Dresner

50-Sn-125 - 75-RC-I8I CASCADE

72-НГ-182 - 84-Po-2IO CF.M03.0I

В разделе 3.3 описана методика формирования файлов ядерных данных ИЕРАО-2008. На основе выходных файлов программ МС^Х 2.6с и САБСАОЕ/^РЕ производилась компиляция активацнонных файлов в формате ЕМ)Р-6. В качестве отборочного критерия для включения протонных данных в файлы была выбрана относительная ошибка, рассчитанная как отношение оценки дисперсии и среднего значения вероятности образования данного остаточного ядра в результате розыгрыша N историй Монте-Карло. В файлы записывались ядерные данные для выбранного канала реакции, если значение относительной ошибки не превышало 20%. Каждый файл содержит данные по ссчетым протонных реакций с ядрами мишеней в энергетическом диапазоне от 150 МэВ до I ГэВ. Активациоиные данные представлены с шагом 5 МэВ в энер1 етическом диапазоне от 150 М >В до 250 МэВ, 25 и 50 МэВ в энергетических диапазонах от 250 МэВ до 600 МэВ и от 600 МэВ до I ГэВ соответственно. Все файлы записаны в формате Е№ОР-6 с использованием секций

MF=3, MT=5 и MF=6, МТ=5. На рис. 2 приведены несколько примеров соответствия экспериментальных данных и данных из файлов HEPAD-2008.

В разделе 3.4 описана методика обновления библиотеки нейтронных активани-онных ядерных данных IEAF-2005. Библиотека IEAF-2005 была создана с использованием программ MCNPX 2.5d и CASCADE/INPE и включила в себя данных по сечениям образования остаточных ядер для 682 различных изотопов от водорода до полония в энергетическом диапазоне от 150 МэВ до 1 ГэВ.

За время прошедшее с момента создания библиотеки IEAF-2005 появились более совершенные модели ядерных реакций, среди которых и модель СЕМ03.01. Отметим ряд основных изменений в модели СЕМ03.01 по сравнению с предыдущей версией СЕМ2к, реализованной в программе MCNPX 2.5d и примененной для расчетов нейтронных файлов ядерных данных IEAF-2005:

• добавлена возможность эмиссии кластеров на стадии внутриядерного каскада;

• появилась возможность многочастичной предравновесной эмиссии нуклонов;

• рассматривается фрагментация легких ядер (на сегодня СЕМ03.01 является единственной моделью в составе MCNPX 2.6с которая позволяет производить расчёты для ядер-мишеней легче лития).

с асси.

иЛ7?(РЛН[С-7

• I итогах

i \UVAi3G4tna/,tTA (BQ9

1 ESeOOOAETA- (1979

; rmocletaosob

♦ ЕВЧЧЗША. (ИН5

« Turarto.ETА. (2ЛЭ

<• jMasrarajETA-nso}

4. BDTrmotETAL СКЮЧ

TJ

Vlrf *At) Mtf (VI Cf 7*1Cf Ortrf fkltf 1»1(T 1цтж

0,00 о,cm<

0.СШ

z QOB f

7 at»'

J DSD С

Q016 Q012

оав

Я,/;

83-B-2D9(P14f^8+FD2a3 Л 1 ■ (-№Ч>2036 : RMcfcl,ETA. (2002} ; й TEW-PQET/L 0931) 1 7 TEV\PRQETA. (1361) 1

.....^ ..

* " " u u I

Vlrf 4xY} bfltf tyiO Mtf MS tkltf 1*1<J llquci )[}

Рис 2. Сечения выхода изотопов. Сравнение данных EXFOR и HFPAD-2008 В табл. 4 приведены модели, рекомендованные па основе статистического анализа для расчёта нейтронных (IEAF-2005) и протонных (HEPAD-2008) актива-ционных данных в различных диапазонах массовых чисел ядер-мишеней. Статистический анализ проводился на основе идентичного набора экспериментальных протонных данных. Таким образом, все изменения в рекомендациях относительно выбора моделей связаны с вышеупомянутыми изменениями и улучшениями в модели CEM03.0I.

.Для диапазона массовых чисел А^ 125-181 использовались разные модели СЕМ2к и CASCADE, но более глубокий анализ показал, что для этого диапазона модели CHM2k. CEM03.0I и CASCADF Moryi быть рекомендованы с одинаковой степенью

точности. Для диапазонов массовых чисел АЧ-22 и А=206-209 фаПлы нейтронной библиотеки IEAF-2005 были пересчитаны используя модель СЕМ03.01, в остальных диапазонах данные IEAF-2005 не требуют уточнения с применением модели СЕМ03.01. Всего было переоценено 23 файла для легких ядер и 16 - тля тяжелых.

Таким образом, была проведена ревизия библиотеки нейтронных активационных ядерных данных IEAF-2005, обозначен ряд нуклидов, для которых данные по сечениям могут быть уточнены с использованием более современной и совершенной модели, и были проведены соответствующие расчёты. Теперь библиотека протонных активационных ядерных данных HEPAD-2008 и обновленная библиотека нейтронных активационных ядерных данных lEAF-2005-revl (2009) представляют собой единую библиотеку высокоэнергетических активационных ядерных данных HEAD-2009 (High Energy Activation Data).

Таблица 4. Расчетные модели, рекомендованные на основе статистического анализа и использованные при создании активационных библиотек IEAF-2005 и HEPAD -2008

Диапазон изотопов Расчётные модели для IEAF-2005 Расчётные модели для 11EPAD-2008

1-11-1 -2-Не-4 MCNPX interpolation tables CEM03.01

3-IJ-6- 10-Ne-22 ISABEL/ Dresner CEM03.0I

1 l-Na-23 - 13-А1-27 INCL4/Dresner 1NCL4/Dresner

12-Mg-28 - 27-Co-55 CASCADE CASCADE

29-Cu-56 - 28-Ni-59 Bcrtini/ Dresner Bcrtini/Drcsner

26-Fe-60 - 40-Zr-89 CASCADE CASCADE

38-Sr-90 - 54-Xc-I24 INCL4/ Dresner INCL4/ Dresner

50-Sn-125 - 75-Rc-181 CEM2K CASCADE

72-11 f-182 - 84-Po-210 CASCADE CEM03.01

В разделе 3.5 было проведено сравнение данных из библиотек EXFOR, JENDL/HE-2007 и HEAD-2009. Всего было отобрано 103 реакции, для которых есть данные во всех трёх библиотеках. Для этих реакций были рассчитаны среднеквадратичные отклонения между данными из библиотек EXFOR и JLNDL/HE-2007, и EXFOR и HEAD-2009. Предварительно была сделана полиномиальная интерполяция данных из библиотеки EXFOR там, где это было необходимо. Для 69 реакций среднеквадратичные отклонения между данными из библиотек FXFOR и HEAD-2009 оказались меньше, чем среднеквадратичные отклонения между данными из библиотек EXFOR и JENDL/HE-2007.

В разделе 3.6 описана программа ADR (Activation Data Reader). Программа ADR была создана диссертантом как вспомогательный инструментарий к библиотеке HI-.AD-2009, предназначена для просмотра файлов активационных ядерных данных, записанных в формате ENDI-6, и позволяет человеку, не обладающему глубокими

знаниями процедур формирования файлов в формате ENDF-6, за несколько секунд получить данные о полном неупругом сечении реакции и сечениях образования остаточных ядер. Программа написана на языке программирования С# и является приложением для операционных систем, работающих под управлением Microsoft Windows. Программа выполнена 6'виде пользовательского графического интерфейса. Программа ADR может быть использована для обработки любых актнвационных данных, записанных в формате ENDF-6, и была верифицирована на таких библиотеках ядерных данных, как PADF-2007, JENDL/HE-2007 и TENDL-2008.

В главе 4 представлены результаты верификации программ ASTEC и MELCOR и ряд расчётов по оценкам последствии, возникающих вследствие частичной потери теплоносителя первого контура и нарушения целостности пучка труб парогенератора в реакторе ELSY.

В разделе 4.1 рассматривается европейский проект реактора на быстрых нейтронах, охлаждаемого жидким свинцом ELSY. Основная цель проекта - это создания экономически конкурентоспособного энергетического быстрого реактора повышенной безопасности, так же рассматривается и неэнергетическое применение ELSY, в частности, использование его для трансмутации ОЯТ и создание ЭЛЯУ на базе ELSY. Наряду с обоснованием возможностей создания тех или конструкторских решений в рамках проекта так же проводятся различные исследования в обоснование безопасности реактора и рассматриваются последствия гипотетических аварийных сценариев. Абстрагируясь от причин возникновения таких аварий, отметим, что одной из особенностей моделирования последствий различных нарушений в работе ЭЛЯУ является необходимость учитывать накопление и присутствие, как в активной зоне реактора, так и в других частях установки ряда элементов, в частности:

• различных трансурановых элементов, присутствующих в выжигаемом топливе изначально и/или накапливающихся в нём в процессе работы реактора;

• продуктов, образующихся в результате реакций глубокого расщепления в нейтронопроизводящен мишени;

• элементов, возникающих в результате активации конструкционных материалов установки в высокоэнергетнческих протонных полях. Активационные ядерные данные в области энергий до 1 ГэВ необходимы для

оценки последствий возможных аварий в таких установках.

В разделе 4.2 на основе экспериментальных данных интегрального теста РНЕ-BUS FPT1 проведена верификация программного комплекса ASTEC V1,,3RI£V2.

В разделе 4.3 проведена оценка радиационной обстановки в защитной оболочке реактора KLSY в случае попадания продуктов деления (ПД) и трансурановых элементов (1 У) в теплоноситель первого контура с последующим нарушением целостности корпуса реактора. С помощью программы ASTEC была смоделирована заключительная часть гипотетической аварии с нарушением целостности активной юны. н изучалось распространение аргона, содержащего примеси ПД и ГУ в газообразной форме и форме аэрозолей в 1ашнтную оболочку реактора. Моделирова-

лись различные теплогидравлические условия в корпусе реактора и защитной оболочке.

В разделе 4.4 описана верификация программы MELCOR 1.8.6 на основе экспериментальных данных интегрального теста PHEBUS FPT1.

В разделе 4.5 изучались теплогидравлические режимы работы системы охлаждения реактора ELSY в условиях аварии. В программе MELCOR 1.8.6 были смоделированы режимы работы парогенератора, возникающие вследствие частичной потерн теплоносителя первого контура (LOCA) и нарушения целостности пучка труб парогенератора (STGR).

В заключении приведены основные выводы и результаты работы. В ходе диссертационной работы были получены следующие основные результаты:

1. Разработан алгоритм проверки адекватности моделей высокоэиергетических нуклон-ядерных взаимодействий, реализованных в современных компьютерных программах MCNPX и CASCADE/INPE.

2. Определены основные параметры каскадно-испарительных моделей, влияющие на точность расчёта высокоэнергетических активационных ядерных данных.

3. Сформулированы рекомендации по применению современных компьютерных программ MCNPX и CASCADE/INPE для расчёта высокоэнергетических активационных ядерных данных.

4. Создан комплекс проблемно-ориентированных программ для расчёта активационных ядерных данных на базе программ MCNPX и CASCADE/INPE.

5. Создана библиотека протонных активационных ядерных данных в энергетическом диапазоне первичных протонов от 150 МэВ до 1 ГэВ для 682 изотопов от водорода до полония.

6. Обновлена библиотека нейтронных активационных ядерных данных в энергетическом диапазоне первичных нейтронов от 150 МэВ до 1 ГэВ для 39 изотопов от водорода до полония.

7. Создана проблемно-ориентированная программа для обработки файлов оцененных ядерных данных, записанных в международном формате ENDP-6.

Список публикаций соискателя Статьи в научных рецензируемых журналах

1. Конобеев, АЛО. Нейтронная библиотека активационных файлов «IEAF-2005» в энергетическом диапазоне от 150 МэВ до 1 ГэВ / А.Ю. Конобеев, Ю.А. Коровки, A.A. Наталенко, С.А. Осыкнн, Г.Б. Пильпов, А.К). Сганков-скин, A.B. Тихопепко, У. Фишер // Известия вузов. Ядерная энергетика. - 2007. -№2. - с. 8- 15.

2. Конобеев, А.Ю. Библиотека протонных актнвашшнных ядерных дан-пых NF.PAD-2008 / Ю.А. Коровин, A.A. Наталенко, Г.Б. Пильнои, А.Ю. Копобеев, АЛО. Станковский, A.B. Тихоиеико // Известия вузов. Ядерная энергетика. - 2009. - № 3. - с. 97 - 105.

3. Брызгалов, A.A. Расчетно-экспериментальное моделирование тепло-гидравлических процессов, возникающих вследствие тяжелой аварии в защитной оболочке экспериментального реактора PHEBUS / A.A. Брызгалов, A.A. Наталенко, Ф. Де Роза, С. Тиринн, Н. Вукелату //'Известия вузов. Ядерная Энергетика. - 2008. - № 4. - с.76-85. ' г'

4. Брызгалов, A.A. Использование программного комплекса ASTEC для моделирования поведения продуктов деления и других элементов, поступающих в систему охлаждения легководного реактора при тяжелой аварии / A.A. Брызгалов, A.A. Наталенко, Ф. Де Роза, С. Тиринн, Н. Вукелату // Известия вузов. Ядерная Энергетика.- 2008. - № 4. - с.3-14.

Материалы конференций и тезисы докладов

5. Наталенко, A.A. Оценка энергетических распределений вторичных протонов, образованных при взаимодействии нейтронов с ядрами при энергиях до 150 МэВ / A.A. Наталенко, Г.Б. Пильнов // Безопасность АЭС и подготовка кадров: тезисы докладов IX Международной конференции. Обнинск, 24 - 28 октября 2005г. -Обнинск: ИАТЭ, 2005. - ч.2. - c.l 11-112.

6. Коровин, Ю.А. Нейтронные и протонные активацнонные файлы для ядер Z = 6-83 в энергетическом диапазоне от 150 МэВ до 1 ГэВ / Ю.А. Коровин, A.A. Наталенко, Г.Б. Пильнов // Физические проблемы топливных циклов ядерных реакторов. - «Волга-2006»: материалы XIV семинара по проблемам физики реакторов. Москва, 4-8 сентября 2006 г. - М.: МИФИ, 2006,- с.212-213.

7. Korovin, Yu. Evaluation of activation nuclear data in the energy region 150MeV to 1 GeV / Yu. Korovin, U. Fischer, A. Konobeyev, A. Natalenko, G. Pilnov, A. Stan-kovskiy, A. Tikhonenko // Proc. Int. Conf. On Nuclear Data for Science and Technology ND2007, Nice, France, April 23 - 27 2007. - EDP Sciences 2008.- p.l 175-1178.

8. Конобеев, A.10. О возможности использования каскадно-экснтонных моделей CEM2k, СЕМ03.01, СЕМ03.02 и CASCADE/INPE для расчёта протонных акти-вациоиных данных в энергетическом диапазоне от 150 МэВ до 1 ГэВ / А.Ю. Конобеев, Ю.А. Коровин, A.A. Наталенко, Г.Б. Пильнов, А.Ю. Станковский, A.B. Тнхо-ненко // Безопасность АЭС и подготовка кадров. X Международная конференция. Обнинск, I- 4 октября 2007 г. - Обнинск: ИАТЭ, 2007. - Тезисы докладов. - ч.1 -с.48-49.

9. Конобеев, А.Ю. Создание набора файлов нейтронных активационных данных в энергетическом диапазоне от 150 МэВ до 1 ГэВ / А.Ю. Конобеев, Ю.А. Коровин, A.A. Наталенко, Г.Б. Пильнов, А.Ю. Станковский //"Безбпасность АЭС и подготовка кадров. X Международная конференция. Обнинск, 1- 4 октября 2007 г. -Обнинск: ИА Т Э, 2007. - Тезисы докладов. - ч. I - с. 165.

10. Коровин, Ю.А. Сравнительный аналт каскадно-н'спарительных моделей, применяемых для расчёта протонных активационных данных в энергетическом диапазоне до I ГэВ / Ю.А. Коровин, И.С. Кмиюв, A.A. Наталенко, С.А. Осыкпи // Актуальные проблемы физики ядерных реаморов эффективность, безопасность,

нераспространение - Волга-2008: материалы XV Семинара - М.: МИФИ, 2008. -л

C.JJ.

11. Korovin. Yu. Development of a new code to simulate radiation damage and gas accumulation in the structural material? of AOS / Yu. Korovin, A. Konobeyev, A. Stank-ovskiy, A. Natalenkc // Workshop on Accelerator Radiation Induced Activation (ARIA'08), Villigen, Switzerland, 13-17 October, 2008. - Proc. PSI ARIA 08. - p.48-54.

12. Конобеев, A.10. Константное обеспечение активационных исследований при энергиях до 1 ГэВ - HEPAD-2008 / А.Ю. Конобеев, Ю.А. Коровин, A.A. Ната-ленко, Г.Б. Пильнов, А.Ю. Станковский, A.B. Тихоненко // Безопасность АЭС и подготовка кадров. XI Международная конференция, Обнинск, 29 сентября - 02 октября 2009 г. - Обнинск: ИАТЭ, 2009. - Тезисы докладов. - Том 1. - с. 134-136.

13. Конобеев, А.Ю. Обновление библиотеки нейтронных активационных ядерных данных IEAF-2005 / А.Ю. Конобеев, Ю.А. Коровин, A.A. Наталенко // Безопасность АЭС и подготовка кадров. XI Международная конференция, Обнинск, 29 сентября - 02 октября 2009 г. - Обнинск: ИАТЭ, 2009. - Тезисы докладов. - Том I. -с.136-137.

14. Брызгалов, A.A. Моделирование аварийных режимов работы парогенератора реактора ELSY с помощью программы MELCOR 1.8.6 / A.A. Брызгалов, A.A. Наталенко, Ф. Де Роза, Н. Вукелату // XI Международная конференция «Безопасность АЭС и подготовка кадров - 2009, 29 сентября - 02 октября 2009 г. - Обнинск: ИАТЭ, 2009. - Тезисы докладов. - Том 1. - с. 138.

15. Конобеев, А.Ю. Библиотека оцененных активационных ядерных данных HEAD-2009 / А.Ю. Конобеев, Ю.А. Коровин, A.A. Наталенко, А.Ю. Станковский, A.B. Тихоненко // Научная сессия МИФИ - 2010, 25 - 31 января, 2010. - М.: НИЯУ МИФИ, 2010. - Аннотации докладов. - Том I. - с.232.

16. Наталенко, A.A. Графический интерфейс для просмотра файлов активационных ядерных данных записанных в формате ENDF-6 / A.A. Наталенко // Научная сессия МИФИ - 2010, 25 - 31 января, 2010. - М.: НИЯУ МИФИ, 2010. Аннотации докладов. Том I. - с.232.

17. Korovin, Yu. A. High Energy Activation Data Library (HEAD-2009) / Yu. A. Korovin. A. A. Natalenko, A. Yu. Konobeyev, A. Yu. Stankovskiy, S. G. Mashnik // Los Alamos National Laboratory Report.- 2010. - LA-UR-10-01397.

1 о - 1398

2009060193

2009060193

Введение

ГЛАВА I. Перспектива трансмутации отходов ядерного топливного цикла и проблема ядерных данных для инновационных ядерных установок.

1.1 .Перспективы обращения с радиоактивными отходами ядерного топливного цикла. 13 1.1.1 .Стратегии захоронения отходов ядерного топливного цикла. 13 1.1.2.Трансмутация долгоживущих младших актинидов и продуктов деления.

1.2.Применение электроядерной установки для трансмутации долгоживущих младших актинидов.

1.3.Ядерные данные для инновационных ядерных установок. 20 1.3.1 .Международные библиотеки ядерных данных. 22 1.3.2.Ядерные данные необходимые для расчёта и конструирования эле^троядерных установок.

ГЛАВА II. Теория ядерных реакций в энергетическом диапазоне свыше 150 МэВ.

2.1. Обзор программ и моделей ядерных реакций в энергетическом диапазоне свыше 150 МэВ.

2.2. Обзор программ MCNPX и С AS С ADE/INPE.

2.2.1. MCNPX (Monte-Carlo N-Particle extended).

2.2.2. Cascade/INPE.

2.3. «Быстрая» часть реакции. Модель внутриядерного каскада (МВК) (Intranuclear Cascade (INC)).

2.3.1. Модель внутриядерного каскада Bertini.

2.3.2. Модель внутриядерного каскада ISABEL. v

2.3.3. Модель внутриядерного каскада Cascade.

2.3.4. Модель внутриядерного каскада INCL4.

2.3.5. Каскадно-экситонная модель СЕМ03.01.

2.4. Описание предравновесной стадии реакции.

2.4.1. Многоступенчатая предравновесная модель (Multistage

Preequilibrium Model - МРМ).

2.5. Испарительная стадия ядерной реакции.

2.6. Модель деления RAL (Rutherford Appleton Laboratory).

2.7. Проблемы описания высокоэнергетических взаимодействий.

ГЛАВА III. Создание библиотеки оцененных активационных ядерных данных HEAD-2009.

3.1. Аналитический подход к выбору моделей для расчёта библиотеки протонных активационных ядерных данных HEPAD-2008.

3.2. Статистический подход к выбору моделей для расчёта библиотеки протонных активационных ядерных данных HEPAD-2008.

3.2.1. Анализ экспериментальных активационных ядерных данных из библиотеки EXFOR.

3.2.2. Статистический анализ и выбор оптимальных комбинаций моделей для расчёта протонных активационных ядерных данных. S

3.2.2.1. Факторный анализ.

3.2.2.2. Корреляционный анализ и оценка по МНК.

3.3. Создание библиотеки протонных активационных ядерных данных HEPAD-2008.

3.4. Обновление библиотеки нейтронных активационных ядерных данных IEAF-2005.

3.5. Анализ активационных ядерных данных из библиотек EXFOR, JENDL/HE-2007 и HEAD-2009.

3.6. Графический интерфейс для просмотра файлов активационных ядерных данных записанных в формате ENDF-6.

Глава IV. Верификация программных комплексов ASTEC и MELCOR для расчётов в обоснование безопасности ЭЛЯУ.

4.1. Европейский проект реактора на быстрых нейтронах, охлаждаемого жидким свинцом ELSY.

4.2. Использование программного комплекса ASTEC для моделирования поведения продуктов деления и других элементов, поступающих в систему охлаждения реактора при тяжелой аварии.

4.3. Оценка радиационной обстановки в защитной оболочке реактора ELSY в случае попадания продуктов деления (ПД) и трансурановых элементов (ТУ) в теплоноситель первого контура с последующим нарушением целостности корпуса реактора.

4.4. Расчетно-экспериментальное моделирование теплогидравлических процессов в защитной оболочке экспериментального реактора PHEBUS вследствие тяжелой аварии.

4.5. Изучение теплогидравлических режимов работы системы охлаждения реактора ELSY в условиях аварии. 128 Заключение 131 Литература 132 Список сокращений 139 Приложение 1. Список изотопов, вошедших в библиотеку протонных актива-ционных ядерных данных HEPAD-2008. 143 Приложение 2. Список изотопов, для которых были получены новые нейтронные активационные ядерных данные в рамках обновления библиотеки IEAF-2005.

С каждым годом всё больше и больше людей по всему миру от глав государств до простых обывателей уверяются в том, что ядерная энергетика единственный, с точки зрения долгосрочной перспективы, источник энергии, способный удовлетворить растущие потребности человечества в энергии и, одновременно, не оказывать негативное влияние на экологию планеты.

Однако на пути внедрения мирного атома в повсеместное производство энергии, и обеспечения человечества практически неисчерпаемым источником энергии на долгие годы, существует ряд проблем, от решения которых и зависит судьба ядерной энергетики в целом и темпы её развития в частности:

• проблема нераспространения ядерного оружия и ядерных технологий (опасения связанные с возможностью применения технологий мирного аюма для создания оружия массового поражения);

• проблема безопасности ядерной энергетики (опасения в связи с возможностью радиоактивного загрязнения биосферы Земли вследствие аварий на атомных электростанциях);

• проблема обращения с отработавшим ядерным топливом (ОЯТ) (опасения вызванные необходимостью надежной утилизации высокоактивных радионуклидов, содержащихся в ОЯТ).

В работе рассматривается одна из возможных перспективных инновационных технологий обращения с ОЯТ. Речь идет о возможности переработки части долгоживущих радиоактивных нуклидов, содержащихся в ОЯТ в специализированной электроядерной установке (ЭЛЯУ). Абстрагируясь от обоснования топливной цикла такой системы, уделяется внимание специфическим элементам конструкции ЭЛЯУ и возникающим потребностям в активационных ядерных данных, отличным от тех, что возникают при расчете и конструировании традиционных ядерных энергетических установок.

Общая характеристика работы. В диссертации показана необходимость создания новой библиотеки оцененных активационных ядерных данных в энергетическом диапазоне первичного нуклона от 150 МэВ до 1 ГэВ. Изложена проблематика расчёта сечений образования остаточных ядер в соответствующем энергетическом диапазоне. Описана методика создания библиотеки оцененных активационных ядерных данных HEAD-2009. Проведена верификация библиотеки HEAD-2009 [1-15].

Актуальность работы. Перспективы развития ядерных технологий во многом зависят от достоверности, полноты и точности данных о свойствах применяемых веществ и материалов. В последнее десятилетие был существенно расширен энергетический диапазон данных, требуемых в ядерной науке и технике. Среди разнообразия ядерных данных, являющихся как характеристиками самих ядер, так и процессов их превращений, характеризующих ядра и ядерные процессы, могут быть выделены активационные данные, представляющие собой кумулятивные выходы и независимые сечения образования остаточных ядер в процессе ядерной реакции под действием нейтронов или заряженных частиц.

На сегодняшний день в мире недостаточно библиотек оцененных активационных ядерных данных для энергий налетающих частиц свыше 150 МэВ, в то время как такие данные необходимы для исследований в области инновационных ядерных энергетических установок. Речь идет о ЭЛЯУ, разрабатываемых на протяжении последних 20 лет в ряде стран Европы, США, Японии, Индии и России с целью трансмутации радиоактивных отходов ядерных реакторов и наработки редких изотопов.

Объектом исследования модели взаимодействия частиц и ядер с энергиями от 150 МэВ до 1 ГэВ.

Цель и задачи исследования. Целью работы является комплексное исследование моделей взаимодействия высокоэнергетических частиц с применением математического моделирования, данных вычислительных и натурных экспериментов для создания библиотеки оцененных протонных и нейтронных активационных ядерных данных в энергетическом диапазоне первичного нуклона от 150 МэВ до 1 ГэВ.

В соответствии с целью задачами исследования стали:

1. Анализ данных вычислительных и натурных экспериментов, и обоснование необходимости создания новой библиотеки активационных ядерных данных.

2. Исследование особенностей и областей применения моделей взаимодействия высокоэнергетических частиц с применением технологий математического моделирования и вычислительного эксперимента для расчёта активационных ядерных данных. Обоснование выбора программ для проведения расчётов.

3. Создание алгоритма для проверки адекватности моделей нуклон-ядерных взаимодействий в области энергий от 150 МэВ до 1 ГэВ на основе данных натурного эксперимента. Выбор оптимальных моделей и их параметров для проведения расчётов. Оптимизация и адаптация программ для проведения конкретных расчетов.

4. Использование данных натурного эксперимента для моделирования аппроксимирующих зависимостей и заключительной коррекции, данных вычислительного эксперимента.

5. Создание проблемно-ориентированной программы для работы с файлами оцененных ядерных данных, записанных в международном формате ENDF-6.

Научные положения, выводы и рекомендации, сформулированные в диссертации, обоснованы использованием современных программ, реализующих новейшие разработки в области нуклон-ядерных взаимодействий, сравнением результатов моделирования с экспериментальными данными на различных этапах работы, что позволило выбрать наиболее подходящие модели, определить значения их свободных параметров и диапазоны применения. Таким образом, при создании библиотеки активационных ядерных данных применялся комплексный анализ проблемы обеспечения активационных исследований необходимыми ядерными данными, и поставленные задачи решены с максимально возможной на сегодняшний день точностью. Научная новизна работы:

1. Разработан новый алгоритм проверки адекватности моделей высокоэнергетических нуклон-ядерных взаимодействий.

2. Впервые сформулированы рекомендации по применению современных компьютерных программ MCNPX и CASCADE/INPE, определены основные параметры каскадно-испарительных моделей, влияющие на точность расчёта высокоэнергетических активационных ядерных данных.

3. Впервые создана библиотека протонных и нейтронных активационных ядерных данных в энергетическом диапазоне первичных нуклонов от 150 МэВ до 1 ГэВ для 717 изотопов от водорода до полония.

4. Создана новая проблемно-ориентированная программа для обработки файлов оцененных ядерных данных, записанных в международном формате ENDF-6.

Практическая значимость:

1. Созданная библиотека HEAD-2009 необходима для решения широкого спектра задач в области прикладных исследований по физике электроядерных установок и технологии трансмутации долгоживущих отходов ядерного топливного цикла.

2. Разработанный алгоритм проверки адекватности моделей высокоэнергетических нуклон-ядерных взаимодействий может использоваться для уточнения параметров моделей ядерных реакций и создания более совершенных программ для моделирования нуклон-ядерных взаимодействий.

Личный вклад автора. Автор принимал непосредственно участие в разработке и реализации всех этапов создания библиотеки активационных ядерных данных. В первую очередь были выбраны экспериментальные данные из библиотеки EXFOR. Затем был проведен теоретический обзор моделей ядерных реакций (реализуемых в заданном диапазоне энергий) и доступных программ, моделирующих нуклон-ядерные взаимодействия. Используя статистический анализ, были выбраны наиболее подходящие модели для расчёта, проведена адаптация этих моделей к условиям конкретной задачи. Выполненный расчёт сечений образования остаточных ядер для 682 изотопов был завершен компиляцией файлов в формате ENDF-6. На защиту выносятся:

1. Алгоритм и результаты проверки адекватности моделей нуклон-ядерных взаимодействий в области энергий от 150 МэВ до 1 ГэВ на основе данных натурного эксперимента.

2. HEAD-2009 - библиотека протонных и нейтронных оцененных актива-ционных ядерных данных в энергетическом диапазоне от 150 МэВ до 1 ГэВ для 717 изотопов от водорода до полония.

3. Проблемно-ориентированная программа для обработки файлов активаци-онных ядерных данных, записанных в международном формате ENDF-6.

Апробация результатов диссертации. Результаты работы докладывались па всероссийских и международных семинарах и конференциях:

1. Безопасность АЭС и подготовка кадров. IX Международная конференция, Обнинск, 24 - 28 октября 2005 г.

2. Физические проблемы топливных циклов ядерных реакторов «ВОЛГА -2006». XIV семинар по проблемам физики реакторов. Москва, 4-8 сентября 2006 г.

3. ND-2007 - International Conference on Nuclear Data for Science and Technology. Nice, France, 22 - 27 April, 2007.

4. Безопасность АЭС и подготовка кадров. X Международная конференция, Обнинск, 1-4 октября 2007 г.

5. XV семинар по проблемам физики реакторов («Волга-2008»). Актуальные проблемы физики ядерных реакторов - эффективность, безопасность, нераспространение. Москва, 2-6 сентября 2008 года.

6. Workshop on Accelerator Radiation Induced Activation (ARIA'08), Villigen, Switzerland, October 13 - 17, 2008.

7. Безопасность АЭС и подготовка кадров. XI Международная конференция, Обнинск, 29 сентября - 2 октября 2009 г.

8. Научная сессия МИФИ - 2010, Москва, 25-31 января, 2010. Публикации. По материалам диссертации опубликованы 16 работ, в том числе 4 статьи - в ведущих рецензируемых научных журналах, определенных ВАК, и 12 - в материалах всероссийских и международных конференций и семинаров. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав текста, заключения, библиографического списка, включающего 143 наименований и двух приложений. Работа изложена на 146 страницах с 23 иллюстрациями и 22 таблицами.

Заключение

В ходе выполнения диссертационной работы были получены следующие основные результаты:

1. Разработан алгоритм проверки адекватности моделей высокоэнергетических нуклон-ядерных взаимодействий, реализованных в современных компьютерных программах MCNPX и CASCADE/INPE.

2. Определены основные параметры каскадно-испарительных моделей, влияющие на точность расчёта высокоэнергетических активационных ядерных данных.

3. Сформулированы рекомендации по применению современных компьютерных программ MCNPX и CASCADE/INPE для расчёта высокоэнергетических активационных ядерных данных.

4. Создан комплекс проблемно-ориентированных программ для расчёта активационных ядерных данных на базе программ MCNPX и CASCADE/INPE.

5. Создана библиотека протонных активационных ядерных данных в энергетическом диапазоне первичных протонов от 150 МэВ до 1 ГэВ для 682 изотопов от водорода до полония.

6. Обновлена библиотека нейтронных активационных ядерных данных в энергетическом диапазоне первичных нейтронов от 150 МэВ до 1 ГэВ для 39 изотопов от водорода до полония.

7. Создана проблемно-ориентированная программа для обработки файлов оцененных ядерных данных, записанных в международном формате ENDF-6.

Автор диссертации выражает глубокую благодарность научному руководителю доктору физико-математических наук профессору Ю.А. Коровину, доктору физико-математических наук А.Ю. Конобееву, кандидату физико-математических наук А.Ю. Станковскому, кандидату физико-математических наук А.В. Тихо-ненко, кандидату технических наук А.А. Андрианову и сотрудникам кафедры ОиСФ ИАТЭ НИЯУ МИФИ за оказанную помощь и поддержку.

1. А.Ю. Конобеев, Ю.А. Коровин, А.А. Наталенко и др., Нейтронная библиотека активационных файлов «1.AF-2005» в энергетическом диапазоне от 150 МэВ до 1 ГэВ // Известия вузов. Ядерная энергетика. - 2007. - № 2. - С. 8 - 15.

2. А.Ю. Конобеев, Ю.А. Коровин, А.А. Наталенко и др., Библиотека протонных активационных ядерных данных HEPAD-2008 // Известия вузов. Ядерная энергетика. 2009. - № 3. -С. 97- 105.

3. Yu. Korovin, A. Konobeyev, A. Natalenko et al., Proc. Int. Conf. On Nuclear Data for Science and Technology ND2007 (2007), April 23 27, Nice, France, p.l 175-1178, EDP Sciences, 2008

4. Ю.А. Коровин, А.А. Наталенко, Верификация программного комплекса MCNPX для расчёта протонных активационных данных в энергетическом диапазоне от 150 МэВ до 1 ГэВ / V Курчатовская Молодежная Научная Школа, Москва, 19-21 ноября 2007 г. Сборник работ.

5. И.С. Купцов, Ю.А. Коровин, А.А. Наталенко и др., Интерактивная среда комплексной подготовки ядерных активационных данных в энергетическом диапазоне от 0.2 до 1 ГэВ, Научная сессия МИФИ 2009,26-30 января, 2009.

6. А.С. Герасимов, Г.В. Киселев, Проблемы радиационной безопасности атомной энергетики России, Успехи физических наук, Том 173, №7, 2003.

7. W.P. Bishop, C.D. Hollister, Program on the ocean basin floors and radioactive materials: data bases for assessing preliminary concepts, Sandia Labs, Technical Report SLA—73-596, 1973.

8. E.P. Laine, D.R. Anderson, C.D. Hollister, Program criteria for subseabed disposal of radioactive waste: site qualification plan, Sandia Labs, Technical Report SAND-81-0709, 1982.

9. Электронный ресурс. // URL:http://www.imo.org/includes/blastData.asp/docid-7521/LC1972.pdf (дата обращения: 14.01.2010)

10. Электронный ресурс. // URL: http://www.un.org/russian/documen/convents/lawsea.pdf (дата обращения: 14.01.2010)

11. I. Salter, W. Wilson, Sub-seabed disposal of radioactive waste, International Journal of Nuclear Law, Vol. 1, No.2,2006, pp. 199 205.

12. Nuclear Energy Agency Organisation for Economic Co-operation and Development (NEA/OECD), Review of the Continued Suitability of the Dumping Site for Radioactive Waste in the North-East Atlantic, OECD, Paris, 1985.

13. D.A. Spagni, et al, Disposal of Nuclear Waste at Sea -,A Review of Development and Industrial Opportunities, UEG Publication UR29, ISBN 0 86017 244 9,1986.

14. Ю. В Сивинцев, А. П. Васильев, В. Л. Высоцкий и др., Техногенные радионуклиды в морях, омывающих Россию. Радиоэкологические последствия удаления радиоактивных отходов в Арктические и Дальневосточные моря ("Белая книга-2000"), М.: ИздАТ, 2005.

15. Электронный ресурс. // URL: http://www.ats.aq/documents/ats/treatyoriginal.pdf (дата обращения: 14.01.2010)

16. S. Glasstone, W.H. Jordan, Nuclear Power and Its Environmental Effects, American Nuclear Society, Special Publications, 1980.

17. D.K. Davis, N.E. Miller, W.M. Pardue et al., Preliminary evaluation of the space disposal of nuclear waste, Columbus Laboratories, Report No. 8-32391(100), 1977.

18. R.E. Burns, W.E. Causey, W.E. Galloway et al., Nuclear Waste Disposal in Space, NASA Technical Paper 1225,1978.

19. Managing the Nation's Commercial High-Level Radioactive Wast,(Washington, DC: U.S. Congress, Office of Technology Assessment, OTA-O-171, March 1985.

20. C. Juhlin, H. Sandstedt, Storage of Nuclear Waste in Very Deep Boreholes: Feasibility Study and Assessment of Economic Potential. Part I Geological considerations. Part II Overall facilities Plan and Cost Analysis, SKB Technical Report TR 89-39, 1989.

21. United Kingdom Nirex Limited, A Review of the Deep Borehole Disposal Concept for Radioactive Waste, Nirex Report N/108, June 2004.

22. US DOE, Technical Summary Report for Surplus Weapon-Useable Plutonium Disposition, Office of Fissile Materials Disposition, Report DOE/MD-OOQ3 Rev 1, 1996.

23. ELSAM/ELKRAFT, Disposal of High-level Waste from Nuclear Power Plants in Denmark; Salt Dome Investigations. 5 vols. ELSAM Fredericia, Denmark and ELKRAFT Ballerup, Denmark, 1981.

24. Forex Neptune, Feasibility Study for Large Diameter Boreholes for the Deep Drilling Concept of a High-level Waste Repository, Nagra Technical Report 80-04 Switzerland, 1980.

25. F.G.F. Gibb, A new scheme for the very deep geological disposal of high-level radioactive waste, Journal of the Geological Society, London. 157, 27-36, 2000.

26. A.G. Milnes, Geology and Radwaste, Academic Press Inc. (London) Ltd. 328 pp., 1985.

27. S.E. Logan, Deep self-burial of radioactive wastes by rock melting capsules, Nuclear Technology, 21, 111-124, 1973.

28. V.A. Kascheev, A.S. Nikiforov, P.O. Polucktov et al., Towards a theory of self-disposal of high-level waste, Atomnaya Energiya 73:215-2. 1992.

29. N.A. Chapman and I.G. McKinley, The Geological Disposal of Nuclear Waste, John Wiley and' Sons, 1987.

30. H.B. Кардан, Чернобыль. Месть мирного атома, г., Днепропетровск, 2006.

31. Е.Н. Камнев, А.И. Рыбальченко, В.М. Курочкин и др., Электронный ресурс. // URL: http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file-article&sid=809 (дата обращения: 14.01.2010)

32. D.G. Brookins, Geochemical aspects of radioactive waste disposal, Springer Verlag, New York, 1988.

33. National Research Council, Disposition of High-Level Waste and Spent Fuel, National Academy Press, Washington, D.C., 2001.

34. House of Lords Select Committee on Science and Technology, Management of Nuclear Waste, Session 1998-99 3rd Report, 1999.

35. D.W. Muir, M. Herman, Long term needs for nuclear data development, INDC(NDS)-423, IAEA-2001.

36. S.M. Qaim, New Trends in Nuclear Data Research for Medical Applications, International Conference on Nuclear Data for Science and Technology, Santa Fe. 2004, American Institute of Physics, 2005.

37. M.S. Smith, Future of Nuclear Data for Nuclear Astrophysics, International Conference on Nuclear Data for Science and Technology, Santa Fe. 2004, American Institute of Physics, 2005.

38. U. Fischer, Nuclear Data for Fusion Energy Technologies: Requests, Status and Development Needs, International Conference on Nuclear Data for Science and Technology, Santa Fe. 2004 American Institute of Physics, 2005.

39. P.J. Finck, Developments in Nuclear Energy Technologies and Nuclear Data Needs, International Conference on Nuclear Data for Science and Technology, Santa Fe. 2004, American Institute of Physics, 2005.

40. Research and Development Needs for Current and Future Nuclear Energy Systems, OECD/NEA № 4453,2003.

41. A.J. Koning, TALYS: Comprehensive Nuclear Reaction Modeling, International Conference on Nuclear Data for Science and Technology, Santa Fe. 2004 American Institute of Physics, 2005.

42. P. Talou, The Nuclear Reaction Code McGNASH, International Conference on Nuclear Data for Science and Technology, Santa Fe. 2004 American Institute of Physics, 2005.

43. M. Herman, Recent Developments of the Nuclear Reaction Model Code EMPIRE, International Conference on Nuclear Data for Science and Technology, Santa Fe. — 2004, American Institute of Physics, 2005.

44. J.S. Hendricks, G.W. McKinney, MCNPX, VERSION 26C, LA-UR-06-7991, 2006.

45. M. Herman, ENDF-102 Data Formats and Procedures for the Evaluated Nuclear Data File ENDF-6, BNL-NCS-44945-05, 2005.

46. M. H. Николаев, РОСФОНД — российская национальная библиотека оцененных нейтронных данных, 2006, № д "В МИРЕ НАУКИ"

47. Т.В.Голашвили, Отраслевая система данных о физических константах и о свойствах веществ. Агентство ПРоАтом. Электронный ресурс. // URL:http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=597 (дата обращения: 14.01.2010)

48. Т. Fukahori, Historical Overview of Nuclear Data Evaluation in the Intermediate Energy Region, International Conference on Nuclear Data for Science and Technology, Santa Fe. 2004 American Institute of Physics, 2005.

49. Research and Development Needs for Current and Future Nuclear Energy Systems, OECD/NEA, № 4453,2003.

50. Электронный ресурс. // URL: http://www.nea.fr/dbforms/data/eva/evatapes/eaf2007/ (дата обращения: 14.01.2010)

51. Konobeyev A.Yu., Broeders C.H.M., Fischer U. et al., The Proton Activation Data File PADF-2007, DOI: 10.1051/ndata:07352.

52. Электронный ресурс. // URL: http://www.nea.fr/dbforms/data/eva/evatapes/jendl 33/ (дата обращения: 14.01.2010)

53. Электронный ресурс. // URL: http://www.nea.fr/html/dbdata/JEFF/ (дата обращения: 14.01.2010)

54. Электронный ресурс. // URL: http://www.talys.eu/tendl-2008/ (дата обращения: 14.01.2010)

55. A.Yu. Konobeyev, Yu.A. Korovin, V.P. Lunev V.P et al., Voprosy Atomnoi Nauki i Techniki (Problems of Nuclear Science and Technology), Series: Nuclear Data, 3-4 (1992) 55.

56. J. Aichelin, H. Stocker, Quantum molecular dynamics a novel approach to n-body corrections in heavy ion collisions// Phys. Lett. 1986. Y.B176. P. 14 - 19.

57. J. Aichelin, «Quantum» molecular dynamics a dynamical microscopic n-body approach to investigate fragment formation and the nuclear equation of state in heavy ion collisions // Phys. Rep. 1991. V.202. P. 233-360.

58. С.Г. Явшиц, Модели и коды для описания характеристик деления ядер в реакциях с нуклонами средних и промежуточных энергий, автореферат, Санкт-Петербург, 2008.

59. А.С. Деникин, Применение полуклассических моделей к анализу ядерных реакций с участием тяжелых ионов, автореферат, Санкт-Петербург, 2002.

60. Y. Nara, et al., Phys. Rev. C61, 024901 (1999).

61. P.G. Young, et al., LA-12343-MS, LANL (1992).

62. R. Silberberg, С. H. Tsao, Partial Cross-Sections in High-Energy Nuclear Reactions, and Astro-physical Applications. I. Targets With z <= 28 Ap. J. Suppl. 25, 315 (1973).

63. R. Silberberg, С. H. Tsao, Partial Cross-Sections in High-Energy Nuclear Reactions, and Astro-physical Applications. II. Targets Heavier than Nickel Ap. J. Suppl. 25, 335 (1973).

64. R. Silberberg, С. H. Tsao, Comparison of Methods for Calculating Cross Sections at High Energies in Astrophysics, Ap. J. Suppl. 35, 137 (1977).

65. V. Krivan, H.Munzel, Systematics of Excitation Functions for Fast Neutron Induced (n, p)- and (n, a)-Reactions, J. Inorg. Nucl. Chem., 34, 2093, (1972).

66. С J. Martoff, P.D. Lewin, COSMO a program to estimate spallation radioactivity produced in a pure substance by exposure to cosmic-radiation on the Earth, Computer Physics Comm. 72, 96 (1992).

67. R. Silberberg, С. H. Tsao, Improved Cross Section Calculations for Astrophysical Applications, Ap. J. Suppl. 58, 873 (1985).

68. R. Silberberg, С. H. Tsao, Spallation Processes and Nuclear Interaction Products of Cosmic Rays, Phys. Rep. 191,351 (1990).

69. R. Silberberg, С. H. Tsao, Updated Partial Cross Sections of Proton-Nucleus Reactions, Ap. J. 501,911 (1998).

70. Электронный ресурс. // URL: http://geant4.web.cern.ch/geant4/ (дата обращения: 14.01.2010)

71. Электронный ресурс. // URL: http://www.fluka.org (дата обращения: 14.01.2010)

72. Электронный ресурс. // URL: http://www.mcnpx.lanl.gov (дата обращения: 14.01.2010)

73. R. Serber, Nuclear Reactions at High Energies, Phys. Rev. 72, (1947), 1114.

74. M. Blann, ibid. 21,1357 (1968).

75. J.J. Griffin, Statistical Model of Intermediate Structure, Physical Review Letters 17, (1966), 478-481.

76. Ф.А. Живописцев, Э.И. Кэбин, Модели предравновесных ядерных реакций, М.: Изд-во Московского университета, 1987.

77. V. Weisskopf, Statistics and Nuclear Reactions, Physical Rev. 52, (1937), 295-302.

78. W. Hauser, H. Feshbach, Phys. Rev. 87 (1952) 366.

79. E. Fermy, Progr. Theor. Phys., 5, 570(1950).

80. B.C. Барашснков, А.Ю. Конобеев, Ю.А. Коровин Ю.А. и др., Компьютерная программа CASCADE/INPE, Атомная энергия, 87, 283 (1999).

81. J.S. Hendricks, MCNPX Version 26С, LA-UR-06-7991, 2006.

82. Pelowitz D.B., et al., MCNPX 2.7.B Extensions, LA-UR-09-04150, 2009.

83. L.S. Waters, MCNPX User's Manual, Version 2.3.0, LA-UR-02-2607, 2002.

84. B.C. Барашенков, В.Д. Тонеев, Взаимодействия высокоэнегетических частиц и атомных ядер с ядрами, М.:Атомиздат, 1972.

85. Ж.Ж. Мусульманбеков, Ф.Г. Жереги, Каскад. Описание, Дубна, 1984.

86. B.C. Барашенков, А.Ю. Конобеев, Ю.А. Коровин, и др., Компьютерная программа CASCADE/INPE, Атомная энергия, 87,283 (1999).

87. B.C. Барашенков и др. Взаимодействие частиц и ядер высоких и сверхвысоких энергий с ядрами, Успехи физических наук, Том 109, вып. 1, 1973.

88. М. Goldberger, The Interaction of High Energy Neutrons and Hevy Nuclei, Phys. Rev. 74, (1948), 1269.

89. R. Serber, Nuclear Reactions at High Energies, Phys. Rev. 72, (1947), 1114.

90. N. Metropolis, R. Bibins, M. Storm, Monte Carlo Calculations on Intranuclear Cascades. I. Low-Energy Studies, Physical Rev. 110, (1958), 185.

91. H.W.Bertini, Low-Energy Intranuclear Cascade Calculation, Phys. Rev. 131, (1963), 1801.

92. H.W.Bertini, Intranuclear-Cascade Calculation of the Secondary Nucleon Spectra from Nucle-on-Nucleus Interactions in the Energy Range 340 to 2900 MeV and Comparison with Experiments, Phys. Rev. 188,(1969) 1711.

93. Y. Yariv, Z. Fraenkel, Intranuclear Cascade Calculation of High-energy Heavy-Ion Interactions, Phys Rev С 20, (1979), 2227.

94. Y. Yariv and Z. Fraenkel, Intranuclear Cascade Calculation of High Energy Heavy Ion Collisions: Effects of Interactions between Cascade Particles, Phys Rev С 24, (1981), 488.

95. V.S. Barashenkov, JINR, P2-81-364, Dubna, 1981.

96. Boudard, J. Cugnon, C. Volant, Intranuclear Cascade Model for a Comprehensive Description of Spallation Reaction Data, Phys. Rev. С 66, (2002), 044615.

97. К. Chen et al., VEGAS: A Monte Carlo Simulation of Intranuclear Cascades, Phys. Rev. 166, 4,949(1968).

98. R. E. Prael, User Guide to LCS: The LAHET Code System, Los Alamos National Laboratory, 1989.

99. R. Hofstadter, Electron Scattering and Nuclear Structure, Rev. Mod. Phys. 28,214 (1956).

100. J. Cugnon, Proton-Nucleus Interaction at High Energy, Nucl. Phys. A 462, 751 (1987).

101. J. Cugnon, C. Volant, S. Vuillier, Improved Intranuclear Cascade Model for Nucleon-Nucleus Interactions, Nucl. Phys. A 620, 475 (1997).

102. J. Cugnon, Monte-Carlo Calculation of High-Energy Heavy-Ion Interactions, Phys. Rev. С 22, 5, 1885 (1980).

103. S.G. Mashnik, K.K. Gudima, A.J. Sierk et al., CEM03.01 User Manual, LANL Report LA-UR-05-7321, Los Alamos, 2005.

104. S.G. Mashnik, K.K. Gudima, R.E. Prael et al., CEM03.03 and LAQGSM03.03 Event Generators for the MCNP6, MCNPX, and MARS 15 Transport Codes, LANL Report LA-UR-08-2931, 2008.

105. K.K. Gudima, G.A. Ososkov and V.D. Toneev, Model for Pre-Equilibrium Decay of Excited Nuclei. // Sov. J. Nucl. Phys. 21 1975 - 138.

106. S. Furihata, Development of a generalized evaporation model and study of residual nuclei production, Ph.D. thesis, Tohoku University, Japan, 2003.

107. N. Amelin, Physics and Algorithms of the Hadronic Monte-Carlo Event Generators. Notes for a Developer, CERN/IT/ASD Report CERN/IT/99/6, Geneva, Switzerland and JINR/LIIE, Dubna, Russia; Geant4 User's Documents, Physics Reference Manual, 1998.

108. R.E. Prael, M. Bozoian, Adaptation of the Multistage Preequilibrium Model for the Monte Carlo Method (I), Los Alamos National Laboratory Report LA-UR-88-3238, 1988.

109. L. Dresner, EVAP, A Fortran Program for Calculation the Evaporation of Various Particles from Excited Compound Nuclei, Oak Ridge National Laboratory, ORNL-TM-196, (1962).

110. A.R. Junghans et al., Projectile-Fragment yields as a Probe for the Collective Enhancement in the Nuclear Level Density, Nucl. Phys. A 629,635 (1998).

111. Ишханов B.C., Кэбин Э.И., Ядерные реакции. M., Изд-во Московского университета, 2001.

112. F. Atchison, A Treatment of Fission for HETC, Intermediate Energy Nuclear Data: Models and Codes, Proceedings of a Specialists Meeting Issy-Les-Moulineaux, France 30 May-1 June 1994.

113. J. Barish et al., Oak Ridge National Laboratory Report ORNL-TM-7882,1981.

114. P. Fong, Statistical Theory of Nuclear Fission, Gordon and Breach Science Publishers, New York, 1969.

115. K.L. Chandler and T.W. Armstrong, Oak Ridge National Lab. Report ORNL-TM-4744 (1972).

116. Т. Эриксон, В. Вайзе, Пионы и ядра, Наука, 1991.

117. Г.Б. Пильнов, Трансмутация РАО: определение потребности в обеспечении ядерными данными расчетов перспективных ЯЭУ, автореферат, Обнинск, 2007.

118. International Codes and Model Intercomparison for Intermediate Energy Activation Yields NSC/DOC(97)-l January 1997.

119. C.H.M. Broeders, U. Fischer, A.Yu. Konobeyev et al., Nucl. Sci. Technol., 44, 933 (2007).

120. Y.E. Titarenko, Final Project Report of ISTC 839B-99, IAEA, INDC(CCP)-434,2003.

121. Г.Б. Пильнов, A.B. Тихоненко, Статистический анализ данных для нейтронной библиотеки активационных файлов IEAF-2005. // Известия вузов. Ядерная энергетика. 2007. -№3.

122. Т.Е. Booth et al. MCNP — A General Monte Carlo N-Particle Transport Code, Version 5 // Volume I: Overview and Theory, LA-UR-03-1987. 2003. - p.2-109.

123. S.G. Mashnik, A.J. Sierk, Recent Developments of the Cascade-Exciton Model of Nuclear Reactions, Los Alamos National Laboratory report, LA-UR-01-5390, 2001.

124. Электронный ресурс. // URL: http://www.elsy-lead.com/ (дата обращения: 14.01.2010).

125. P.von der Hardt, The Phebus-FP Project: Status Report 1989/90, CD-NA-12926, 1990.

126. Jacquemain, D., S. Bourdon, et al., PHEBUS FPT1 Final Report, IPSN/DRS/SEA/PEPF Report SEA1/00, IP/00/479, IPSN, 2000.

127. J.P.Van Dorsselaere, et al., Evolution of the integral code ASTEC V1.3rev2 with respect to the V1.3rev0 version, ASTEC-V1/DOC/07-23,2007.

128. R. О. Gauntt, et al., MELCOR Computer Code Manuals, Version 1.8.6, NUREG/CR-6119, SAND 2005-5713,2005.