Testování systémů využívajících tříštivé reakce k transmutaci radioizotopů

Řešení problémů s vyhořelým jaderným palivem v jaderné energetice a uzavření jejího palivového cyklu je podmíněno efektivním štěpením transuranů i transmutací alespoň některých štěpných produktů. Jednou z možností je využití vysoce intenzivního pole neutronů, které se dá získat pomocí zdroje založeného na tříštivých reakcích.

Česká skupina ve složení ÚJF AV ČR a FJFI ČVUT se zapojuje do výzkumů v SÚJV v rámci mezinárodního projektu „Energie plus transmutace radioaktivního odpadu“ již řadu let. Využívají se urychlovače Nuclotron a Fázotron. Vznikající neutronové pole se měří aktivačními detektory a zároveň se studuje i transmutace různých radioaktivních materiálů. Výstupem je např. rozsáhlá systematika chování systému ozářeného protony a deuterony různých energií.

Důležitou součástí přípravy urychlovačem řízených transmutačních zařízení založených na tříštivých reakcích je studium systémů, které je modelují. Experimenty s nimi umožňují testovat programy, které simulují produkci, transport a reakce neutronů a používají se k projektování budoucích inovativních jaderně energetických systémů.

Další společnou prací je měření pravděpodobností neutronových reakcí s využitím neutronového zdroje v ÚJF AV ČR a detektorů neutronů z SÚJV Dubna. Experimentální data získaná v SÚJV i ÚJF AV jsou důležitá pro po- krok v oblasti reaktorů IV. generace, urychlovačem řízených transmutorů i jaderné fúze.

Na těchto studiích se podílí studenti z MFF UK i FJFI ČVUT, kteří na získaných datech vypracovali své bakalářské, diplomové i Ph.D. práce.

 

Výzkum struktury lehkých exotických jader

Pracovníci z FJFI ČVUT, ÚTEF ČVUT, FPF SU v Opavě a ÚJF AV ČR se výrazně podílejí na experimentech a zpracování experimentálních dat v rámci Laboratoře jaderných reakcí (LJaR), zejména komplexu urychlovačů pro- dukujícího primární svazky s vysokou intenzitou a sekundární radioaktivní svazky získávané separátorem ACCULINNA. LJaR jako jediná na světě disponuje tritiovým experimentálním terčem, který dává nové možnosti syntézy lehkých exotických jader a výzkumu jejich struktury. Tato oblast jaderné fyziky hraje významnou roli při objasnění astrofyzikálních procesů. Čeští pracovníci se významně podílejí i na vývoji separátoru ACCU- LINNA2, budovaného v rámci 7letého plánu rozvoje SÚJV, který umožní produkci svazků radioaktivních jader s vyšší intenzitou i puritou v regionu 10 až 60 MeV/A. Na dodávkách vakuové techniky se podílí firma Vakuum Praha.

Český tým je díky účasti na projektu zapojen do široké mezinárodní spolupráce s týmy z Polska, Německa, Španělska, Japonska, Jihoafrické re- publiky či USA. Skupina každoročně přijímá studenty na letní praxi: v posledních 3 letech se jednalo o 8 studentů ČVUT, ZČÚ, SLU; dva studenti SLU ve skupině vypracovávají disertační práci. Spolupráce na projektu zároveň na světové úrovni umožňuje ovlivňovat směr výzkumu lehkých exotických jader, radioaktivních svazků a jaderných astrofyzikálních procesů. Zařízení na úrovni srovnatelné s LJaR jsou v současné době dostupná pouze na několika místech na světě (GSI, GANIL, RIKEN, MSU).