В.И. Ляшук (ИЯИ РАН)

Принципы создания интенсивного антинейтринного литиевого источника на основе нейтронной активации и образование трансуранов в экстремальных нейтронных потоках при взрывном нуклеосинтезе

Обсуждаются: 1) основные требования и предлагаемые реализации для создания интенсивного источника электронных антинейтрино в МэВ-ом диапазоне и 2) процессы образования трансурановых изотопов в условиях искусственного взрывного нуклеосинтеза. Общим и необходимым условием для реализации рассматриваемых явлений является обеспечение высокой плотности нейтронных потоков.
В основу создания интенсивного источника электронных антинейтрино положена реакция нейтронной активации изотопа 7Li с последующим  --распадом 8Li с испусканием жестких антинейтрино в МэВ-ом диапазоне с энергией до 13 МэВ. Создание такого литиевого источника требует обеспечения высокой изотопной чистоты, эффективным литийсодержащих материалов, проработки схем компановки для обеспечения высокого выхода изотопа 8Li. Для нейтронной активации рассмотрены и рассчитаны варианты для двух основных типов нейтронных источников - ядерного реактора и ускорительной схемы с нейтронно-производящей мишенью.
Показана и подтверждена расчетами возможность принципиального снижения ошибок регистрации (в два раза и более), обусловленных неопределенностями реакторного антинейтринного спектра. Для решения проблемы ошибок реакторного антинейтринного спектра предлагается схема источника с регулируемым спектром. Предлагается схема компактного антинейтринного литиевого источника (с линейными размерами 1.3-1.4 м в ускорительном варианте, что важно для короткобазового осцилляционного эксперимента, а также позволит сократить массу высокочистого изотопа 7Li до 120-130 кг.
Рассмотрены процессы образования трансурановых изотопов в условиях искусственного взрывного нуклеосинтеза. Для описания выходов трансурановых элементов предложена адиабатическая модель, учитывающая динамику кратковременного процесса ~10-6 c. Сравниваются результаты моделирования с данными экспериментов и проявление нечетно-четного эффекта. Дальнейшее развитие осуществлено в двух-групповой динамической модели с учетом спектра нейтронов. С учетом особенностей искусственного процесса предложена бинарная модель и рассмотрена возможность увеличения выходов трансуранов при введении затравочных стартовых добавок.