Ó³ Ÿ , º 1(206).. 75Ä84. Œ ˆŠ ˆ ˆ Š ƒ Š ˆŒ

Transcript

1 Ó³ Ÿ , º 1(206).. 75Ä84 Œ ˆŠ ˆ ˆ Š ƒ Š ˆŒ ˆŒˆ ˆŸ Š Š ˆ Ÿ Ÿ Š Ÿ ƒ ˆŸ ƒˆˆ.. ²,, 1,.ˆ. ²,, Œ.,,. ˆ. ÕÉÕ ±μ a Ñ Ò É ÉÊÉ Ö ÒÌ ² μ, Ê ˆ É ÉÊÉ ±É ÒÌ ² μ Œ ƒ, Ê ˆ É ÉÊÉ ±μ ³ Î ± Ì ² μ, ÊÌ ÉÄŒÔ Ê ², Ê³Ò Ö μ É ²Ó Ò ² μ É ³ Í Ö Ô É Î ±μ ÔËË ±É μ É μéμ ÒÌ μ ÒÌ ÊÎ±μ ²Ö Ô² ±É μö μ μ μ μ μ²êî Ö Ô μ μ ³μ ² μ Ö (GEANT4) ÊÎ Éμ³ É É Ô ²Ö ÒÌ É μ Ê ±μ É ². μ± μ, ÎÉμ ²Ö ² ± Ì Ö, Î Ö 7Li Ô Ö³ > 1 ƒô / ʱ²μ, μ Ò Êα ÊÐ É μ ( Ò) μ² ÔËË ±É Ò, Î ³ μéμ Ò ÊÎμ± Ô 1Ä3 ƒô. μ μ μ ³μ μ ÉÓ μ²êî ÉÓ Ô± - ² É μ 1-ƒÔ μéμ ³ Ô μ Ò ² ± ±μ Î μ Ê μ μ ³ Ï μ² Ò μ±μ ÔËË ±É μ ÉÓÕ ( μ ³ ÓÏ ³ ³ ³ Ê ±μ É ²Ö) Ê ±μ ² ± Ì μ μ. Comparative analysis and optimization of energy efˇciency for proton and ion beams in ADS systems are performed using GEANT4 with account of energy consumption for accelerators of different types. It is demonstrated that for light nuclei, beginning with 7 Li, with energies > 1 GeV/nucleon, ion beams are considerably (several times) more efˇcient than a proton beam with an energy of 1Ä3 GeV. The possibility is substantiated of achieving energy release in a quasi-inˇnite uranium target equivalent to that for 1 GeV protons with higher efˇciency (and twice as small accelerator size) in the case of acceleration of light ions. PACS: Fh; Ak ˆ ˆ Ö μ²ó μ Ö Êαμ Ê ±μ É ²Ö ²Ö Ö μ Ô É ± μ Ê É Ö Î Ö 50-Ì μ μ μï²μ μ ± [1Ä3]. Šμ Í Í Ö Ê ² É ²Ö ³μÐ μ É (energy ampliˇer) μ² É Ëμ ³ μ É μ ÒÌ μéμ±μ μí ³μ É Ö Ò - μ μ Ê ±μ É ²Ö Êα μ²êî Ô μ μ ±Í ² Ö μ μ μ μ μ μ Ê 238 U, Éμ Ö 232 Th Ê Ì ÉÖ ²ÒÌ Ô² ³ Éμ. ±ÊÕ Ì ³Ê ² É - ÉÊ ÖÉμ Ò ÉÓ Ô² ±É μö Ò³ μ μ μ³ μ²êî Ö Ô, ² ADS- É ³μ (Accelerator Driven System). ² ± É ²Ó μ ÉÓ ±ÉÊ ²Ó μ ÉÓ ÊÎ Ö μ ³μ μ É μ Ö ADS- É ³ μ Ê- ²μ ² Ö μ³ ³ÊÐ É : Ï ³ μ ² ³ μ μ É Ô± ²Ê É Í É ± Ì - É ³, μ ³μ μ ÉÓÕ μ Ö (É ³ÊÉ Í ) μ ±É ÒÌ μéìμ μ (³ μ ÒÌ ±- É μ ), μ² ±μ μé± ³, μ Õ ±Éμ ³ Ò É ÒÌ É μ Ì, Í ±²μ³ 1 an.baldin@mail.ru

2 76 ²... μé± ²ÖÐ Ì Ö ³ É ²μ É.. [4Ä8]. Ê ² Î ³ Ô Êα, μμé- É É μ, Ê ÉμÎ ³ ±É Éμ Î ÒÌ É μ μ ÉÓ μ ³μ μ ÉÓ μ²ó μ Ö ± Î É ÉμÎ ± Ð ² Ö μéìμ μ Éμ ² Ö ÒÌ ±Éμ- μ [9, 10]. μ μ² É ²Ó Ò É μ É Î ± Ô± ³ É ²Ó Ò ² μ Ö Ëμ ³ μ ² Ï μ±μ μ É μ ³, ÎÉμ μ É ³ ²Ó Ò³ Êα ³ ²Ö ADS Ö ²ÖÕÉ Ö μ- Éμ Ò Ô μé 500 ŒÔ μ 1,5 ƒô [6, 8, 14]. ÒÎ μ ³ É ³ Ö ±μ Í Í Ö Ô² ±É μö μ μ μ μ É Ô [15, 16] μ² É, ÎÉμ Ô Ö ²Ó μéμî μ μ Êα μéμ μ c Ô 1 ƒô ³ Ï μ É Í ÉÖ ²ÒÌ Ô² ³ Éμ ( - μ Ò Ê, Éμ ) μ Î É ±μôëë Í É Ê³ μ Ö Ô 30Ä40, ÎÉμ ² É ² É Î Ò³ μ Ô É Î ±μ Ê É μ ±. ±μ Ô± ³ É ²Ó Ò Ê²ÓÉ ÉÒ [10, 21] Êα ³ É μ μ, É ± ʲÓÉ ÉÒ ³μ ² μ Ö μ²ó μ- ³ μ ³³Ò MARS μ± Ò ÕÉ, ÎÉμ μ É ³ ²Ó Ö Ô Ö μéμ μ μ Êα ²Ö ADS ÒÏ μμé É É Ê É É ²Ê 2Ä4 ƒô [18]. μ ±μ²ó±ê É ÉÒ Ô μ²êî Êα Ê ±μ É ²Ö ÉÊÉ ± É Î μ ³μ É μé Ô Êα, Éμ μ Ìμ ³ μ É ³ Í Ö Êα ÊÎ Éμ³ Ô± ²Ê É Í μ ÒÌ Ìμ μ Ô, Î ³Ê μéî É μ ÖÐ ÉμÖÐ Ö μé. Š μ³ Éμ μ, μ É ÉμÎ μ ÊÎ Ò μ ³μ μ É μ²ó μ Ö ³ Éμ μéμ μ ÊÎ- ±μ ² ± Ì μ μ. ±, μé Ì [15, 17] ÊÉ É Ö, ÎÉμ μ Ò ³ μ ÒÏ ³ Ò Ö É É Ö ³ ÔËË ±É Ò ²Ö μ Ö ADS. μé, μé Ì [11Ä13] μ± - μ, ÎÉμ μ² ÔËË ±É Ò³ Ö ²Ö É Ö ÊÎμ± ²ÖÉ É ± Ì Ö 20 Ne Ô 3 ƒô / ʱ²μ, ÎÉμ μ ² Ê É Ö Ï ³ É ²Ó Ò³ ʲÓÉ É ³ [23]. - μé [12] μ Ð μ ³ Í μ μ Ê ± ±μ É Ê±É Ò Ô² ³ ÉÒ Ê ±μ É ²Ö ²ÊÎ Ìμ μé μéμ μ ± ² ± ³ μ ³, ÎÉμ Ö ²Ö É Ö ± - É Î ± Ò³ ±Éμ³ ²Ö ±É Î ±μ ² Í ADS. ÉμÖÐ μé É ² É ²Ó Ò ² ³ Ö μéμ ÒÌ μ ÒÌ ÊÎ±μ ²Ö ADS ÊÎ Éμ³ É É Ô ²Ö ÒÌ É μ Ê ±μ É ². Œ ˆ ˆ Œμ ² μ ³μ É Ö μéμ μ μ μ ( É μ Ò, Ö É É Ö, 7 Li, 9 Be, 11 B, 12 C, 14 N, 20 Ne, 24 Mg, 32 S 40 Ca) ± ±μ Î μ ³ Ï ÓÕ μ μ ²μ Ó μ μ μ Ð μ ÉÊ μ μ ³³Ò GEANT4. μ Ì ÒÌ Î É Ì - ³ É ² Ó Í ² Î ± Ö ³ Ï Ó μ μ μ Ê ² μ 160 ³ Ê- μ³ 60 ³. Œμ ² μ μ μ ²μ Ó ²Ö Ô Êαμ μé 0,3 μ 10 ƒô / ʱ²μ. ²Ö ³μ ² μ Ö Ìμ μïμ ÊÎ μ μ ² É É μ μ μ ±É Ô Ö³ 20 ŒÔ μ²ó μ ² Ó ³ É Í, μ μ Ò Ô± ³ É ²Ó ÒÌ ÒÌ ENDF (Evaluated Nuclear Data File). μ μ ³ Ò²μ Ê ² μ ³μ ² μ Õ μ ÒÌ Ê Ê Ì ³μ É. ²Ö Î É Í Ô μ² 50 ŒÔ μ²ó μ - ² Ó É ± ± Ò ³μ ² : Bertini cascade, Liege cascade binary cascade (BC). ²Ö É ²Ó μ μ ² μ Ö Êαμ μ μ ³ μ Ò³ Î ² ³ μ 40 μ²ó μ ² Ó ³μ ²Ó BC. μé [24] μ ³μ É μ μ ³μ μ ÉÓ ³ Ö GEANT4 ²Ö ±μ² - Î É μ μ μ Ö ³μ É Ö Êαμ μ³ ÊÉμÎ ÒÌ Ô (μé μé ŒÔ μ ±μ²ó± Ì ƒô ) μμ Ò³ ³ Ï Ö³ ÉÖ ²ÒÌ ³ É ²²μ ÉμÎ μ ÉÓÕ

3 É ³ Í Ö Êα Ê ±μ É ²Ö ²Ö Ô² ±É μö μ μ μ μ μ²êî Ö Ô 77 μ±μ²μ 30 %. É ²Ó Ò ² Î Éμ μ²ó μ ³ ² Î ÒÌ μ ³³: GEANT4, MCNPX and SHIELD [25] Å É ± μ± ² Ê μ ² É μ É ²Ó μ μ ² - ʲÓÉ Éμ ³μ ² μ Ö ³μ É Ö Êαμ μ μ Éμ² ÉÒ³ ³ Ï Ö³ Ê μ - 30 %. Š μ³ Éμ μ, Ô± ³ É ²Ó Ò ² μ Ö μ ² Ö³ ±Í - ² Ö ÊÉ μéö μ Ê μ μ ³ Ï Êα Ì É μ μ μ Ô 0,5Ä4 ƒô / ʱ²μ [10, 21] ² Ì 30 % μ ² ÊÕÉ Ö Ê²ÓÉ É ³ ³μ ² μ Ö μ μ GEANT4 μ²ó μ ³ ³μ ² BC. ²Ö ÒÎ ² Ö μ² μ Ô, ±μéμ Ö Ò ²Ö É Ö ³ Ï E dep, μ μ ²μ Ó Ê³³ μ Ì μ Í μ ÒÌ μé Ó ( ±²ÕÎ Ö μ Í μ Ò μé δ-ô² ±É μ μ ±μ Õ γ-± Éμ ) Ì Ö ÒÌ Î É Í, ±²ÕÎ Ö Î É ÍÒ Î μ μ Êα Éμ Î Ò Î É ÍÒ μé μ ² μ É ²Ó ÒÌ Ö ÒÌ ±Í ÊÉ ³ Ï : Ë - ³ ÉÒ ² Ö ³Ê²ÓÉ Ë ³ É Í, μ Ò ÕÐ Ö Ö Ò Î É ÍÒ μ μ² μ μ É μ ± ( ² μ ÍÒ, Î É Í μ± É μ ² ÉÓ ³ Ï ).. 1 É ² Ò Ê²ÓÉ ÉÒ ³μ ² μ Ö μ² μ μ Î ² μ μ Ï Ì Ö ³ Ï É μ μ (. ) Î ² ² μ μ μ Ê (. ), μ ³ μ Ò μ μ Êα, ³μ É μé ³ μ μ μ Î ² μ μ Êα ²Ö μ Ô μ 0,3Ä10 ƒô / ʱ²μ.. 2 μ± μ É ²Ó μ Ô μ Ò ² E dep ³ É ³μ ³ Ï ²Ö ² Î ÒÌ Ô Êα ± ± ËÊ ±Í Ö ³ μ μ μ Î ² Î É Í Êα. μ Ò ² ± ±μ Î μ ³ Ï ²Ö Ô 10 ƒô / ʱ²μ ² - É Ö ± ³ ÉμÉ Î ±μ ( ±É Î ± ² μ ) ³μ É μé ³ μ μ μ Î ² μ μ Êα μé μéμ μ μ 40. ɳ É ³, ÎÉμ Ìμ ± ³ ÉμÉ Î ±μ ³μ É ( Ö- ³ Ö μ μ Í μ ²Ó μ ÉÓ É ²Ó μ μ Ô μ Ò ² Ö ³ μ μ³ê Î ²Ê μ ) É μé Ô μ μ Êα. ²Ö Ô 1 ƒô / ʱ²μ É ± Ö ³ ÉμÉ ± ³ ³ ²Ö ² ± Ì Ö μé μéμ μ μ ² É Ö, 2 ƒô / ʱ²μ Å μ μ μ Ê ² μ. Î μ, ÎÉμ Êαμ Ò Î É ÍÒ ± Ì Ô ( μ²óï Ö μ É ) ³ ÕÉ ±μ- μé± μ ³ Ï, ÎÉμ ÊÐ É μ μ± Ð É μöé μ ÉÓ Ö ÒÌ Ê Ê Ì ³μ É, μμé É É μ, É ÔËË ±É Ê ² Î Ö ³μÐ μ É É ³Ò.. 1. ÒÌμ É μ μ (a) Î ²μ ² ( ) ³μ É μé ³ μ μ μ Î ² μ μ Êα

4 78 ² ˆ É ²Ó μ Ô μ Ò ², Ìμ ÖÐ Ö μ ÕÐ μ Êα, ³μ É μé ³ μ μ μ Î ² ² É ÕÐ μ μ μ μ ±² ±μôëë Í É Ê ² Î Ö ³μÐ μ É Î É Ö ÒÌ Ð É ± ² ² Ö Ê. Š ± μ± μ μé [22], ²Ö Ê Ê Ì ±É μ ² Î μé μï Ö Î Ö ² Ö ± μ² μ³ê Ê Ê μ³ê Î Õ μ É ²Ö É 90 % ²Ö Ô ² É ÕÐ Ì μéμ μ ³ 1 ƒô, ÔÉμ μé μï ² μ É ³ É Ö ± 40 % Ô ÖÌ μéμ μ μ² 10 ƒô. ³ Ö μ ³ É ÊÕ ² Î Ê Ô μ μ μ ±É ² Ö Ö Ê 190 ŒÔ, ³μ μ μ É μ ÉÓ ³μ ÉÓ μé μ É ²Ó μ μ ±² Ô μ Ò ² ³ Ï μé ±Í ² Ö (Î ²μ ², ʳ μ μ 190 ŒÔ ( ³.. 1, )) μé μ² μ μ Ô μ Ò ² Ö ³ Ï.. 3 μ± ³μ ÉÓ μé μ É ²Ó μ μ ±², μ Ê ²μ ² μ μ ² Ö³ Ê, μé Ô ²Ö μéμ μ ±μ²ó± Ì ² ± Ì Ö.. 3. É μ É ²Ó Ò ±² Ô, Ò ² Ï Ö ³ Ï μé ±Í ² Ö Ê, ³μ É μé ± É Î ±μ Ô Ê±²μ ² É ÕÐ Ì μ μ

5 É ³ Í Ö Êα Ê ±μ É ²Ö ²Ö Ô² ±É μö μ μ μ μ μ²êî Ö Ô 79 ² ʲÓÉ Éμ ³μ ² μ Ö, É ² ÒÌ. 2, μ± Ò É, ÎÉμ Ê- Îμ± É μ μ Ô 0,5 ƒô / ʱ²μ ³ É É ±μ ÔËË ±É Ô μ Ò ² Ö, ± ± ÊÎμ± μéμ μ Ô 1 ƒô, ÊÎμ± 7 Li Ô 0,5 ƒô / ʱ²μ Ô± ² - É ÊÎ±Ê μéμ μ Ô 3 ƒô. Ò Ê²ÓÉ ÉÒ μé μ Î É Ô± - ³ É ²Ó Ò³ Ò³ μ Ô É Î ± ³ ³μ ÉÖ³ μ μ Ö É μ μ [17, 20] ² ± ³ Ö ³ μéö ÒÌ ³ Ï ÖÌ (Pb, U), μ ±μ ³Ò μ ² Ò Ò μ- ³ Éμ μ μ Éμ³, ÎÉμ μ² ÔËË ±É Ò³ Êα ³ Ö ²ÖÕÉ Ö μéμ Ò μ μ- μ. ²Ö μí ± Ô μôëë ±É μ É Ô² ±É μö μ É ³Ò ² É ÉÊ μ ÒÎ μ - ÖÉμ μ²ó μ ÉÓ μé μï Ô μ Ò ² Ö ³ Ï ± Ô É Î ± ³ É É ³ μ Êα Ê ±μ É ²Ö ÊÎ É ³μ É ÔÉ Ì É É μé É μ É Êα, É ± ³ É ÕÉ Ö É ÉÒ ³μ É μé É Ê ±μ Ö ³ÒÌ μ μ ( μ ±μ Ò³ μé μï ³ Ö ± ³ ). ÒÎ μ μ² É Ö, ÎÉμ Š Î -³μÐ μ É Ê ±μ Ö ³μ³Ê ÊαÊ, ± ± Š μ μ Ö ³μÐ μ É μ³òï² - μ Î ÉμÉÒ Ò μ±μî ÉμÉ ÊÕ, ÉÓ ±μéμ Ò ±μ É ÉÒ. Š μ³ Éμ μ, μ ÒÎ μ μ- ² ÕÉ, ÎÉμ ²Ö Í ±²μÉ μ μ Ì μé μ μ μ μ Ò É ÉÒ Ö Ò μ ³ μ ³ ³ É ÒÌ μ² Ê ±μ É ². ˆ μ²ó μ ² Î ÒÌ Éμ Í ±²μÉ μ μ [26Ä28] ² ± É ²Ó μ Éμα Ö μ²êî Ö É Ê ³ÒÌ μ²óï Ì - É μ É Êα. ±, [26] ³μÉ μ ²Ó Ö Ô² ±É μö Ö É ³ μ μ Ì μ μ ÖÐ μ Í ±²μÉ μ ² Ò³ μ É ³, μ Î ÕÐ Ö μ- Éμ Ò ÊÎμ± Ô 1 ƒô É μ ÉÓÕ 120 ³. Éμα Ö É É Ô Ì μé μ ³ É ³ÊÐ É μ, μ ±μ É μ É Êαμ, ±μéμ Ò - ÉμÖÐ ³Ö μ É ÊÉÒ Ì μé μ Ì, μ Ö ± ² Î Ò, Î ³ É Ê - ³Ò ²Ö Ô É Î ±μ Ê É μ ±. ÉμÖÐ ³Ö ² Ò Ê ±μ É ² Ò ²Ö ÖÉ μ² ² ± É ²Ó μ ²Ö μ²êî Ö É Ê ³μ É μ É Êαμ. ²Ö Ê ±μ Ö μ ƒô - ÒÌ Ô ² ÒÌ Ê ±μ É ²ÖÌ ² Ê É Ö μ²ó μ ÔËË ±É - ÒÌ Ì μ μ ÖÐ Ì - É ³ [29]. μ ³ μ ±μ É Ê±Í μ²ó Ê É Ö ³μ- Ê²Ó Ö É Ê±ÉÊ ² μ μ Ê ±μ É ²Ö, ÎÉμ, μ ³μ μ, μ μ² É Ê³ ÓÏ ÉÓ ÉÒ Ê ±μ É ²Ö, μ² Ö ³μ ʲ ± ÊÎ ÕÐ Ö ². Î ÉÒ Ö μ μ- ³Ò μ μé± Ì μ É Ì μ²μ μ μ Ì μ μ ³μ É, ² Ê É ³ É ÉÓ, ÎÉμ Î ÉÊÕ, Ê Ö μ Ô μôëë ±É μ É É ± Ì É ³, - Ò ÕÉ μ μ ÊÉ É ÊÕÐ Ì Ô É Î ± Ì É É Ì μ ² Ö, μé Ê Ì μ É ³. ²Ö Í ² ÉμÖÐ É ÉÓ Å É ²Ó μ μ ² Ô É Î ± Ì É É ²Ö ² Î ÒÌ É μ Ê ±μ É ² Ê ±μ Ö ³ÒÌ μ μ Å ³ ³ μ ÊÐ μ μ ±μ ÒÌ É É Ì Ô μ ³ É μ μ μ²ö ÍÊ ² Ò ²Ö Í ±² Î ± Ì Ê ±μ É ². É ÉÒ Ô μ ³ É μ μ μ²ö Ì μé μ μ É ² E spent AP/Z, Z Å Ö A Å ³ μ μ Î ²μ, P Å ³ Ê²Ó Ê ±μ Ö ³μ μ μ. ²Ö μì μ μ μ Í ±²μÉ μ, μμé É É μ, E spent (AP/Z) 2. ³ ³, ÎÉμ ²Ö ² μ μ Ê ±μ É ²Ö É ÉÒ Ô E spent AE k /Z, E k Å ± É Î ± Ö Ô Ö Ê ±μ Ö ³μ μ μ ʱ²μ. ³μÉ ³ μé μ É ²Ó ÊÕ ÔËË ±É μ ÉÓ ε r ²Ö μ 2 μ μ³ 1 ²Ö ÒÌ É μ Ê ±μ É ² : ε r = E dep2 E dep1 E spent1 E spent2. (1)

6 80 ²... Ó E dep2 E dep1 Å Ô μ Ò ² ³ Ï ²Ö μ μ 1 2 ( ³.. 2), E spent1 E spent2 Å Ô É Î ± É ÉÒ μμé É É Ê± Ò³ ÒÏ μ²μ Ö³ ²Ö ± μ μ É Ê ±μ É ²Ö.. 4 É ² Ò μé μ É ²Ó Ò ÔËË ±É μ É ε r Ô μ Ò ² Ö ± - ±μ Î μ Ê μ μ ³ Ï ³μ É μé Ô É Ê ±μ Ö ³ÒÌ μ μ. ³μ É μ ³ μ Ò ÊÎμ± μéμ μ Ô 1 ƒô ( μ 1). ˆ. 4 μ, ÎÉμ μ É ³ ²Ó Ö Ô Ö μéμ μ ²Ö Ì μé μ 3 ƒô, ²Ö ² μ μ Ê ±μ É ²Ö 1 1,5 ƒô ²Ö Í ±²μÉ μ 1 ƒô. É Î ± Ö ÔËË ±- É μ ÉÓ ² ± Ì μ μ ÊÐ É μ ÒÏ, Î ³ μéμ μ. ɳ É ³, ÎÉμ Ô É Î ± Ö ÔËË ±É μ ÉÓ μ É ³ ²Ó Ò μ Ô ³ Ð É Ö μé 1 ƒô / ʱ²μ ²Ö 7 Li μ 4Ä6 ƒô / ʱ²μ ²Ö 40 Ca. ɳ É ³, ÎÉμ ÊÎμ± μ μ 7 Li Ô 0,5 ƒô / ʱ²μ Ô É Î ± Ô± ² É ÊÎ±Ê μéμ μ Ô 2 ƒô ( ² 0,75 ƒô / ʱ²μ 7Li Ô± ² É 3-ƒÔ μéμ- ³). Éμ μ μ²ö É μ²êî ÉÓ Ô± ² É ÊÕ Ô Õ Éμ ÔËË ±É μ ÉÓÕ ² ÒÏ μ³μð Ê ±μ É ²Ö μ ³ ÓÏ μ ³ μ²ó μ ³ Êα 7 Li μ Õ μéμ Ò³ Êαμ³. Í ³ É Ó ² Ö É μ É Êα Ìμ Ô. μ Ì μ ³Ò - μ² ², ÎÉμ É ÉÒ Ô Ê ±μ Êα ³μ ³ ²Ò μ Õ. 4. ³μ É μé μ É ²Ó μ ÔËË ±É μ É Ô μ Ò ² Ö μ μ μé μ É ²Ó μ μéμ- μ Ô 1 ƒô ²Ö Êαμ, Ê ±μ ÒÌ Ì μé μ μ³ ( ), Í ±²μÉ μ μ³ ( ) ² Ò³ Ê ±μ É ² ³ ( )

7 É ³ Í Ö Êα Ê ±μ É ²Ö ²Ö Ô² ±É μö μ μ μ μ μ²êî Ö Ô 81 μ² μ Ô, Ìμ Ê ³μ Ê ±μ É ² ³. Éμ μ²μ μ ²Ö É - μ É Êαμ μ² Ä10 13 Ê ±μ Ö ³μ³ Ê É±. ±μ ²Ö Êαμ É - μ ÉÖ³ μ² ÔÉμ ² μ. μ ³ ± Ô É Î ± ³ É É ³ Ê ±μ É ²Ö Ô Õ Ê ±μ μ μ Êα : E tot = E spent + IAE k, (2) I Å É μ ÉÓ Êα ; A Å ³ μ μ Î ²μ μ ; E k Å É Ê ³ Ö ± É Î ± Ö Ô Ö μ μ ʱ²μ. ³ ³ É η, Ì ±É ÊÕÐ ÔËË ±É μ ÉÓ μí Ê ±μ Ö (Š Ê ±μ É ²Ö): IAE k = ηe tot. (3) ² ³Ò Ê ³ ³ É ÉÓ μé μ É ²Ó ÊÕ ÔËË ±É μ ÉÓ Ê ±μ Ö ² ± Ì μ μ ²Ö ÒÌ É μ Ê ±μ É ² μ μé μï Õ ± μéμ ³ ± É Î ±μ Ô E 0 = 1 ƒô μ ±μ ÒÌ É μ ÉÖÌ (Î ²μ μ μ Êα ) ÔËË ±É μ É ²Ö μéμ μ μ Êα η 0 =0,1. ²Ö Ì μé μ Ìμ Ô Ê ±μ Êα Î É Í Ö μ³ Z, ³ μ- Ò³ Î ²μ³ A, É Ê ³μ Ô Ê±²μ E É μ ÉÓÕ I Ò É Ö Ëμ ³Ê²μ [ E E tot (Z, A, E, I) =AIE ] p 1 η 0, (4) E 0 Z p 0 η 0 p p 0 Å ³ Ê²Ó μ μéμ μμé É É μ. É μ É ²Ó Ö ÔËË ±É μ ÉÓ ²Ö Ì μé μ : ε r (Z, A, E) = E dep 1 [ E dep0 E A η 0 + p(1 η ]. (5) 0) E 0 Zp 0 É μ É ²Ó Ö ÔËË ±É μ ÉÓ ²Ö Í ±²μÉ μ, ÒÎ ² Ö ²μ Î μ, ²Ö ² μ μ Ê ±μ É ²Ö: ε r (Z, A, E) = E dep 1 [ E dep0 E A η 0 + A p 2 ], (6) (1 η 0 ) E 0 Z 2 p 2 0 ε r (Z, A, E) = E dep E dep0 ZE 0 AE[η 0 Z +1 η 0 ]. (7) Ó, ± ± Ëμ ³Ê² (1), E dep E dep0 Å Ô μ Ò ² ³ Ï ²Ö μ μ μéμ μ μμé É É μ. É μ É ²Ó Ò ÔËË ±É μ É, ÒÎ ² Ò μ ÔÉ ³ Ëμ ³Ê² ³ ³μ ² μ Õ ( ³.. 2), μ± Ò. 5. ÉμÖÐ ³Ö ² Ê É Ö μ ² μ μ μéμ μ μ Ê ±μ É ²Ö η = 0,18 [31], μ, μ ±μ²ó±ê É ± Ö Ò μ± Ö ÔËË ±É μ ÉÓ μ± μ É ÊÉ, ³Ò Ò ² ²Ö μí μ± ÔËË ±É μ É η =0,1.

8 82 ² É μ É ²Ó Ö ÔËË ±É μ ÉÓ μ μ μ μé μï Õ ± μéμ ³ ³μ É μé Ô Êα ²Ö Ì μé μ ( ), Í ±²μÉ μ ( ) ² μ μ Ê ±μ É ²Ö ( ) ±μ ² μ³ Ê ±μ É ² ² Ì μé μ Ò ²Ö É μ² μîé É ²Ó- Ò³. ˆ μ²ó μ Êα É μ μ É μ μ ÒÌ ³ÊÐ É μ Õ μ²ó μ ³ μéμ μ. ±μ ²Ö ² ± Ì μ μ, Î Ö 7Li Ô ÒÏ 0,5 ƒô / ʱ²μ, μé μ É ²Ó Ö ÔËË ±É μ ÉÓ ÊÐ É μ ÒÏ. Š ˆ μ É ²Ó Ò ² Ô É Î ±μ ÔËË ±É μ É μéμ ÒÌ μ - ÒÌ ÊÎ±μ ²Ö Ô² ±É μö μ μ μ μ μ²êî Ö Ô μ μ ³μ ² μ Ö (GEANT4) ÊÎ Éμ³ É É Ô ²Ö ÒÌ É μ Ê ±μ É ². É ³ ²Ó Ö Ô Ö μéμ μ ²Ö Ì μé μ 3 ƒô, ²Ö ² μ μ Ê ±μ É ²Ö 1 1,5 ƒô ²Ö Í ±²μÉ μ 1 ƒô. ²Ö ² ± Ì Ö, Î Ö 7Li Ô > 1 ƒô / ʱ²μ, μ Ò Êα ÊÐ É μ ( Ò) μ² ÔËË ±É Ò, Î ³ μéμ Ò ÊÎμ± Ô 1Ä3 ƒô. É ³ ²Ó Ö Ô Ö Ê ±μ É ²Ö É μé É Ê ±μ Ö ³μ μ μ, É ±, ²Ö Ê ² μ μ É ³ ²Ó Ö Ô Ö Å 2 ƒô / ʱ²μ, ²Ö μ μ 40 Ca Å 4 ƒô / ʱ²μ.

9 É ³ Í Ö Êα Ê ±μ É ²Ö ²Ö Ô² ±É μö μ μ μ μ μ²êî Ö Ô 83 ɳ É ³, ÎÉμ 7 Li Ô 0,5 ƒô / ʱ²μ Ô± ² É μéμ ³ Ô 2 ƒô ( ² 0,75 ƒô / ʱ²μ 7Li Ô± ² É μéμ ³ Ô 3 ƒô ), ÎÉμ É μ ³μ - μ ÉÓ μ²êî ÉÓ Éμ Ô μ Ò ² Éμ ² μ² Ò μ±μ ÔËË ±É μ ÉÓÕ μ²ó μ ³ 7 Li, Î ³ μé Ê É Ö Ê ±μ É ²Ó μ ³ ÓÏ Ì ³ μ. Éμ μ μ- μ ±ÉÊ ²Ó μ ²Ö Ò μ μ É ³ Í ³ É μ Ê ±μ É ²Ö μ ɱ ±Éμ Ò É ÒÌ É μ Ì. ³ Ö μ ³ Ê Ï Ò Ô± ³ ÉÒ μ μ ²ÊÎ Õ Ê μ μ ³ Ï Š É [9, 10, 19] Ò ÒÌ Êα Ì Ê±²μÉ μ ˆŸˆ ±μ²² μ Í Ö + É ³ÊÉ Í Ö, É ²Ö É Ö Ò³ μ μ² ÉÓ ÔÉ Ô± ³ ÉÒ ÊÎ- ± ³ μéμ μ ² ± Ì Ö μ Ô 0,5Ä4 ƒô / ʱ²μ. Ò Ô± - ³ ÉÒ Êα ³ Ê ² μ [21] ʱ Ò ÕÉ μ Ìμ ³μ ÉÓ É Ö ÊÉμÎ Ö ³μ - ² ²Ö μ Ö Ô± ³ É ²Ó μ ²Õ ³μ μ Ê ² Ö É±μ Î É É μ μ μ ±É. μ ±μ²ó±ê ÊÉ Ö, Ò ± Ò ÉμÖÐ É ÉÓ, μé² Î ÕÉ Ö μé Ê Éμ- Ö Ï Ö ±μ Í Í μ μ É ³ ²Ó μ É ²Ö Ô² ±É μö ÒÌ É ³ μéμ μ μ Êα Ô 1 ƒô, μ Ò Ô± ³ ÉÒ Êα Ì Ê±²μÉ μ Ó³ ±ÉÊ ²Ó Ò. Éμ Ò Ò ÕÉ ² μ μ ÉÓ. ˆ. ÎÊ,. Œ. μ μ² ±μ³ê,. ˆ. Œ ² Ìμ Ê,.. Šμ ² ±μ.. ÊÉ ±μ μ² Ò μ Ê Ö ³μÉ ÒÌ É ÉÓ μ μ μ. ˆ Š ˆ 1. Bartolomeev G. A. Intense Neutron Source // Santa Fe Conf. CONF P ²Ó±μ. ƒ.. ² ±É μö Ò ³ Éμ Í É μ μ // T. 29, Ò. 3. C Ï ±μ.. Ÿ μ-ë Î ± ±ÉÒ Ô² ±É μö μ μ ³ Éμ // Ÿ , Ò Ä ³ É ±.. ² ±É μö Ò ³ Éμ μ²êî Ö Ô // Ÿ , Ò Œ Ì ²μ.. ŒμÐ Ò Êα É μ μ μ²ó μ ³ Ê ±μ É ² // Š ɱ μμ Ð. ˆŸˆ º 6[80] Rubbia C. et al. An Energy Ampliˇer for Cleaner and Inexhaustible Nuclear Energy Production Driven by a Particle Beam Accelerator. CERN/AT/ Abderrahim H. A. et al. MYRRHA: A Multipurpose Accelerator Driven System for Research & Development // Nucl. Instr. Meth. A V P. 487Ä Ismailov K. et al. Feasibility of Uranium Spallation Target in Accelerator-Driven System // Progress in Nucl. Energy V. 53. P. 925Ä Adam J. et al. (Energy and Transmutation RAW Collab.). Study of Deep Subcritical Electromagnetic Systems and Feasibility of Their Application for Energy Production and Radioactive Waste Transmutation. JINR Preprint E Dubna, ²... (±μ²² μ Í Ö Ö + É ³ÊÉ Í Ö ). Ÿ Ò ²ÖÉ É ± É Ì μ- ²μ (Ÿ ) ²Ö μ μ É Ô ÊÉ ² Í μé μé μ μ Ö μ μ Éμ ² ( Ÿ ). ʲÓÉ ÉÒ ÒÌ Ô± ³ Éμ μ Ë Î ±μ³ê μ μ μ Õ Ÿ // Ó³ Ÿ , º 6(169) Ä Šμϱ. ƒ., μ μ² ±. Œ., ÌÊ Ö.. ˆ μ²ó μ Ô² ±É μö μ μ ³ Éμ Ô É ± // T. 105, Ò. 3.

10 84 ² Šμϱ. ƒ. É ³ ²Ó Ò μ Ò ²Ö Ö μ μ ±Éμ É μ μ μ ɱμ // T. 74, Ò Šμϱ. ƒ., μ μ² ±. Œ., ÌÊ Ö.. Ÿ Ò ±Éμ É μ μ μ É- ±μ μé Ê ±μ É ²Ö. É ˆ ÉÖ... ² μ μ ÒÌ Ö μ-ë Î ± Ì μ μ μ É ³μ É Ö μ- Éμ ÒÌ Êαμ ÉÖ ²Ò³ ³ É ²² Î ± ³ ³ Ï Ö³ // T C Hashemi-Nezhad S. R. et al. Optimal Ion Beam, Target Type and Size for Accelerator Driven Systems: Implications to the Associated Accelerator Power // Ann. Nucl. Energy V. 38. P. 1144Ä Ridikas D., Mittig W. Neutron Production and Energy Generation by Energetic Projectiles: Protons or Deuterons? // Nucl. Instr. Meth. A V P. 449Ä Î. ˆ. μ É μ μ Éμ² ÉÒÌ ³ Ï ÖÌ μéμ ³ Ö ³ Ò μ± Ì Ô - // Ÿ , Ò Pronskikh V. et al. Energy Production Demonstration for MW Proton Beams // 12th Meeting on Shielding Aspects of Accelerators, Targets and Irradiation Facilities (SATIF-12), Fermi Nat. Accel. Lab., Batavia, Illinois, USA, April 28Ä30, Furman W. et al. (Energy and Transmutation RAW Collab.). Recent Results of the Study of ADS with 500 kg Natural Uranium Target Assembly QUINTA Irradiated by Deuterons with Energies from 1 to 8 GeV at JINR Nuclotron // XXI Intern. Baldin Seminar on High Energy Physics Problems, JINR, Dubna, Sept. 10Ä15, ²Ó±μ. ƒ. // Artiushenko M. et al. Energy Dependence of the nat U(n, f), nat U(n, γ) andco(n, x) Reaction Rates in the Volume of Quinta Setup Irradiated by 1Ä4A GeV Deuterons and 12 C Ions // XXII Intern. Baldin Seminar of High Energy Physics Problem, Sept. 16, Î. ˆ.. Î Ö ² Ö Ö 209 Bi, 232 Th, 235 U, 238 U 237 Np μéμ ³ É μ ³ μ³ ÊÉμÎ ÒÌ Ô // Ÿ C. 1417; É ˆŸˆ Ê, Paraipan M. et al. Investigation of the Possibility to Use Ion Beams for ADS through Simulation in GEANT4 // XXI Intern. Baldin Seminar on High Energy Physics Problems, JINR, Dubna, Sept. 10Ä15, ²... Œμ ² μ Í É μ μ ³ Ï ÖÌ ÉÖ ²ÒÌ ³ É ²²μ μ³μð μ ³³ μ μ ± É Geant4 // Ó³ Ÿ , º 2(200).. 391Ä Krylov A. et al. GEANT4, MCNPX and SHIELD Comparison Concerning Relativistic Heavy-Ion Interaction with Matter // Part. Nucl., Lett V. 11, No. 4(188). P. 847Ä ² ˆ... ±μ É ²Ó ±Éμ // Ó³ Ÿ º 6[103]. C ² ͱ. ƒ. ˆ μì μ Ò Í ±²μÉ μ Ò ²Ö Ô² ±É μö ÒÌ É Ì μ²μ. É ˆŸˆ Ê, Kim G. et al. A Superconducting Isochronous Cyclotron Stack as a Driver for a Thorium-Cycle Power Reactor // Proc. of the 2001 Part. Accel. Conf., Chicago, Illinois, USA, June 18Ä22, Padamsee H. The Science and Technology of Superconducting Cavities for Accelerators // Supercond. Sci. Technol V. 14. P. R28ÄR Averbukh I. et al. Project of Small-Dimensional 200 MeV Proton Synchrotron // Proc. of the 1st EPAC Conf., Rome, June 7Ä11, P. 413Ä ESS. A Next Generation Neutron Source for Europe. V. 3. The ESS Technical Study. μ²êî μ 27 ²Ö 2016.