npeЯдерная физика и инжинирингNuclear Physics and Engineering2079-56292079-5637МИФИ10.56304/S2079562923030089ONMSYGnpe-371Research ArticleБезопасное обращение с ядерными материаламиSafe Handling of Nuclear MaterialsНЕЙТРОННЫЕ МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ ОБОГАЩЕННОГО УРАНА В ОБРАЗЦЕNeutron Methods for Detecting Enriched Uranium in a SampleБлохинН. О.BlokhinN. O.Blohinnikitka@yandex.ruРябеваЕ. В.RyabevaE. V.Blohinnikitka@yandex.ruИбрагимовР. Ф.IbragimovR. F.Blohinnikitka@yandex.ruЧакилевО. В.ChakilevO. V.Blohinnikitka@yandex.ruНациональный исследовательский ядерный университет МИФИРоссияNational Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)Russian Federation202417122024153211217Copyright © Блохин Н.О., Рябева Е.В., Ибрагимов Р.Ф., Чакилев О.В., 20242024Блохин Н.О., Рябева Е.В., Ибрагимов Р.Ф., Чакилев О.В.Blokhin N.O., Ryabeva E.V., Ibragimov R.F., Chakilev O.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://npe.elpub.ru/jour/article/view/371

В работе рассмотрены основные пассивные и активные нейтронные методы обнаружения делящегося вещества в образце, применяемые, например, в досмотровых установках и при контроле отходов ядерного топливного цикла. Приведены расчеты для оценки возможности использования данных методов при обнаружении обогащенного урана. Подробно рассмотрен метод по анализу времени жизни нейтрона в материалах установки (DDA). Разработана модель для обнаружения наличия 235U в образце DDA методом с использованием инструментов пакета программ Geant4. В разработанной модели предложен и проверен критерий определения массы U235. Предлагаемые модель и критерий могут значительно упростить процесс разработки и оптимизации параметров дорогостоящих устройств по обнаружению делящихся веществ за счет создания цифровой модели

We considered the main passive and active neutron methods for detecting fissile material in a sample which are used for example, in inspection installations and in the control of waste from the nuclear fuel cycle. Calculations are presented to assess the possibilities of using these methods to detect enriched uranium. The Differential die away analysis is considered in detail. A model has been developed for detecting the presence of U235 in a sample by using DDAA with Geant4 [1] software package. In the developed model, a criterion for determining the mass of U235 is proposed and verified. The proposed model and criterion can significantly simplify the process of developing and optimizing the parameters of expensive devices for detecting fissile substances by creating a digital model.

DDDAGeant4ДВмоделированиенейтронные методыDDDAGeant4DVmodelingneutron methodsReferencesMartinik T. Development of Differential Die-Away Instrument for Characterization of Swedish Spent Nuclear Fuel. Дис. на соискание степени лиценциата. Швеция. 2015.Martinik T. Development of Differential Die-Away Instrument for Characterization of Swedish Spent Nuclear Fuel. Дис. на соискание степени лиценциата. Швеция. 2015.Vichaidid T. et al. // Kasetsart J. Nat. Sci. 2008. V. 42. P. 333.Vichaidid T. et al. // Kasetsart J. Nat. Sci. 2008. V. 42. P. 333.Ritter S. // arXiv: 2110.11506. 2021.Ritter S. // arXiv: 2110.11506. 2021.Dubi C. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. 2017. V. 875. P. 125.Dubi C. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. 2017. V. 875. P. 125.Martinik T. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. 2016. V. 821. P. 55.Martinik T. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. 2016. V. 821. P. 55.Batyaev V.F., Bochkarev O.V., Sklyarov S.V. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. 2014. V. 27. P. 1460130.Batyaev V.F., Bochkarev O.V., Sklyarov S.V. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. 2014. V. 27. P. 1460130.Israelashvili I. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. 2015. V. 785. P. 14.Israelashvili I. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. 2015. V. 785. P. 14.Geant4 Collab. Introduction to GEANT4 User Documentation. 2010.Geant4 Collab. Introduction to GEANT4 User Documentation. 2010.Tushar Roy et al. // Proc. DAE-BRNS Symp. Nucl. Phys. 2016. P. 61.Tushar Roy et al. // Proc. DAE-BRNS Symp. Nucl. Phys. 2016. P. 61.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.