Comparison of neutron-physical characteristics of uranium target of assembly "quinta" irradiated by relativistic deuterons and ¹²C nuclei

At the present time disposal of spent nuclear fuel and fuel supply problem are two main reasons preventing wide distribution of nuclear power. One of the ways to solve this problem is using Nuclear Relativistic Technologies aimed at forming of maximum hard neutron spectrum in natural or depleted massive uranium targets irradiated by high energy (2…10 GeV) beams of relativistic particles. This paper describes the neutron generation in massive natural uranium target (assembly "QUINTA", mU ~ 500 kg) irradiated by beams of relativistic deuterons and 12C ions with energies of 2 and 4 AGeV at the accelerator Nuclotron (JINR, Dubna). The reactions natU(n,f), ²³⁸U(n,γ), and ⁵⁹Co(n,x) were investigated using activation technique. Comparison of obtained experimental results in dependence on energy of incident beam and type of particles was carried out.Проблема утилизации отработанного ядерного топлива и ограниченность запасов сырья на сегодняшний день являются двумя основными причинами, препятствующими широкомасштабному распространению атомной энергетики. Одним из путей решения данных проблем является использование ядерных релятивистских технологий, которые предлагают использование максимально жѐсткого спектра нейтронов в массивных мишенях из природного или обеднѐнного урана, облучаемых пучками релятивистских частиц высоких энергий (2…10 ГэВ). Данная работа описывает исследование генерации нейтронов в протяжѐнной мишени из природного урана (установка "КВИНТА", mU ~ 500 кг), облучаемой пучками релятивистских дейтронов и ядер ¹²C с энергиями 2 и 4 ГэВ/нукл. на ускорителе «Нуклотрон» (ОИЯИ, Дубна). С помощью активационной методики были исследованы скорости реакций: natU(n,f), ²³⁸U(n,γ), ⁵⁹Co(n,x). Проведено сравнение полученных экспериментальных результатов в зависимости от энергии и вида налетающих частиц.Проблема утилізації відпрацьованого ядерного палива та обмеженість запасів сировини на сьогоднішній день є двома основними причинами, що перешкоджають широкомасштабному поширенню атомної енергетики. Одним із шляхів вирішення даних проблем є використання ядерних релятивістських технологій, які пропонують використання максимально жорсткого спектра нейтронів у масивних мішенях з природного або збідненого урану, що опромінюються пучками релятивістських частинок високих енергій (2…10 ГеВ). Дана робота описує дослідження генерації нейтронів у протяжній мішені з природного урану (установка "КВІНТА", mU ~ 500 кг), яка опромінювалася пучками релятивістських дейтронів та ядер ¹²C з енергіями 2 та 4 ГеВ/нукл. на прискорювачі «Нуклотрон» (ОІЯД, Дубна). За допомогою активаційної методики були досліджені швидкості реакцій: natU(n,f), ²³⁸U(n,γ), ⁵⁹Co(n,x). Проведено порівняння отриманих експериментальних результатів залежно від енергії та виду налітаючих частино

Creation of the precision magnetic spectrometer SCAN-3

The new JINR project [1] is aimed at studies of highly excited nuclear matter created in nuclei by a high-energy deuteron beam. The matter is studied through observation of its particular decay products - pairs of energetic particles with a wide opening angle, close to 180°. The new precision hybrid magnetic spectrometer SCAN-3 is to be built for detecting charged (π±, K±, p) and neutral (n) particles produced at the JINR Nuclotron internal target in dA collisions. One of the main and complex tasks is a study of low-energy ηA interaction and a search for η-bound states (η-mesic nuclei). Basic elements of the spectrometer and its characteristics are discussed in the article

Еstimation of the beam power gain for deep-subcritical uranium assembly Quinta under relativistic proton, deuteron and carbon nuclei irradiation

The experimental study of the beam power gain for deep-subcritical uranium target assembly Quinta (mass of natural uranium 512 kg) under relativistic protons, deuterons and carbon nuclei irradiation is presented. The Quinta assembly was irradiated with 0.66 GeV protons, 1, 2, 4, and 8 GeV deuterons and 24, 48 GeV carbon nuclei from the Phasotron and Nuclotron accelerators at the Joint Institute for Nuclear Research (JINR), Dubna. The beam power gain values obtained for the target assembly Quinta were extrapolated for a quasi-infinite uranium target using the results of the R.G. Vasilkov et al. [1]. The obtained results can be used in the ADS reactor design.Представлені результати експериментального визначення коефіцієнтів посилення потужності первинного пучка при опроміненні релятивістськими протонами, дейтронами і ядрами вуглецю глибоко підкритичної уранової збірки КВІНТА (512 кг natU). Збірка КВІНТА опромінювалася 0,66 ГеВ протонами; 1, 2, 4 і 8 ГеВ дейтронами і 24, 48 ГеВ ядрами вуглецю на прискорювачах ФАЗОТРОН і НУКЛОТРОН Об’єднаного інституту ядерних досліджень (ОІЯД), м. Дубна. Значення коефіцієнтів посилення потужності для збірки КВІНТА були екстрапольовані для квазібезкінечної уранової мішені c використанням результатів роботи [1]. Отримані результати можуть бути використані при проектуванні ADS установок.Представлены результаты экспериментального определения коэффициентов усиления мощности первичного пучка при облучении релятивистскими протонами, дейтронами и ядрами углерода глубоко подкритичной урановой сборки КВИНТА (512 кг natU). Сборка КВИНТА облучалась 0,66 ГэВ протонами; 1, 2, 4 и 8 ГэВ дейтронами и 24, 48 ГэВ ядрами углерода на ускорителях ФАЗОТРОН и НУКЛОТРОН Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ), г. Дубна. Значения коэффициентов усиления мощности для сборки КВИНТА были экстраполированы для квазибесконечной урановой мишени c использованием результатов работы [1]. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании ADS установок

Creation of the precision magnetic spectrometer SCAN-3

The new JINR project [1] is aimed at studies of highly excited nuclear matter created in nuclei by a high-energy deuteron beam. The matter is studied through observation of its particular decay products - pairs of energetic particles with a wide opening angle, close to 180°. The new precision hybrid magnetic spectrometer SCAN-3 is to be built for detecting charged (π±, K±, p) and neutral (n) particles produced at the JINR Nuclotron internal target in dA collisions. One of the main and complex tasks is a study of low-energy ηA interaction and a search for η-bound states (η-mesic nuclei). Basic elements of the spectrometer and its characteristics are discussed in the article