Критмассы U232, U234 и U236, достоверность материалов Carey Sublette Опции

[KTN]

В ядерной физике не один десяток лет держится иллюзия, будто "всё уже сделано, всё уже посчитано".
Однако на днях столкнулся с тем, что неточности в сечениях не позволяют ответить на простейший вопрос:
существуют ли критмассы для изотопов 91-Pa-231, 92-U-232, 92-U-234 и 92-U-236, всё-таки делящиеся они или сырьевые материалы?

В мировой литературе на этот счёт разные мнения.
В известном труде Carey Sublette несколько лет назад, в старых версиях
http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq12.html
протактиний-231 имел критмассу, сейчас он пересмотрен и считается аналогом урана-238.
Для 92-U-232, 92-U-234 и 92-U-236 в прошлые годы отмечалось отсутствие опубликованных цифр, а также что one-group calculation даёт конечную, причём небольшую, критмассу. В свежей версии такая оценка:

91-Pa-231 Critical mass: Probably not fissile (C4/TMR2001/200-1), 188 kg (one-group calculation)
92-U-232 Critical mass: 3.57-3.70 kg (C4/TMR2001/200-1), 5.04 kg (one-group calculation)
92-U-234 Critical mass: 145-149 kg (C4/TMR2001/200-1), 40.6 kg (one-group calculation)
92-U-236 Critical mass: Not fissile (C4/TMR2001/200-1), 167 kg (one-group calculation)

В советской литературе, в частности в справочнике 1984 года "Критпараметры систем с делящимися...", все эти четыре изотопа указаны как неделящиеся. У других изотопов в таблице стоит прочерк если недостаточно данных, а эти - именно K_infinity<1, аналогичны урану-238 и торию-232.

Если подставить их усреднённые по спектру деления сечения в обычное уравнение критмассы "one group calculation", получится, что у всех четырёх изотопов есть критмасса и она не очень велика. Однако то же самое получится, если использовать сечения урана-238 без учёта неупругого рассеяния при усреднении спектра деления по 26 группам ENDF-B6.
Чтобы правильно учесть неупругое рассеяние, есть матрица межгрупповых переходов в которой точность ещё меньше чем в основной таблице сечений.

Таким образом, вопрос: который из вариантов правильный, эти четыре изотопа делящиеся или не имеют критмассы?

[VBVB]

Таким образом, вопрос: который из вариантов правильный, эти четыре изотопа делящиеся или не имеют критмассы?

Согласно последним работам японцев, американцев и индусов следует, что 231Pa явно фертильный материал. Он не может эффективно делится на собственных тепловых нейтронах, поскольку сечение захвата более стократно выше сечения деления. Имеется ряд работ которые рассматривают 231Pa как высокоэффективный выгорающий нейтронный поглотитель, генерирующий делящийся в тепловом нейтронном спектре ядерный материал (231Pa -> 232U -> 233U), что крайне привлекатально для сглаживания эффекта падения реактивности в конце топливной кампании.
Также из ряда источников следует, что 232U и 234U делящиеся изотопы.
Причем 232U делится на собственных тепловых и быстрых мгновенных нейтронах.
Изотоп 234U делится только на собственных мгновенных быстрых нейтронах, поскольку в тепловом спектре имеет высокое сечение нейтронного захвата. Соотвественно для 234U критмасса будет около 115-130 кг для металлической сферы.
Ряды изотопных аналогов:
232U <=> 238Pu
233U <=> 239Pu
234U <=> 240Pu
235U <=> 241Pu
236U <=> 242Pu
Судя по всему изотоп 236U можно считать лишь условно фертильным, поскольку исходя из ряда аналогии 236U есть близкое подобие 242Pu. Исходя из подобия критмасс изотопов-аналогов, критмаса 236U будет явно более 200 кг.
Известно, что 236U делиться будет лишь на быстрых нейтронах. Из нейтронных данных Брукхейвенской лаборатории (за 2008 год) следует, что для диапазона энергии 2-3 МэВ сечение деления для 236U около 0,82-0,88 барн, тогда как для 234U около 1,45-1,55 барн. Кроме того для области 2-3 МэВ сечение нейтронного захвата для 236U 115-125 барн*эВ^0,5 по сравнению с 120-140 барн*эВ^0,5 для 234U. Т.е. учитывая относительную близость остальных нейтронных характеристик изотопов 236U и 234U, можно предполагать, что критмасса для 236U в металлическом виде будет грубо в районе 200-230 кг.
Не очень представляю насколько экспериментально возможно проверить предполагаемые величины критмасс и возможность делимости на собственных нейтронах для 234U и 236U.
На коды расчетные тоже надежды мало, посколько входные нейтронные данные по этим изотопам заранее довольно неточные.

Сообщение отредактировал VBVB - 18.12.2012, 14:48