Photoactivation Approach to the Determination of Long-lived Nickel Isotopes in NPP Structural Materials

Cover Page

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A photoactivation method has been developed for determining the activity of long-lived nickel isotopes by the 60Co activity in metallic structural materials of a reactor core. The error of this method is 5–10%, and the sensitivity is 0.5 Bq/g if semiconductor γ-ray spectrometers with high-purity germanium detectors are used. Following the proposed approach, it is possible to significantly simplify the identification, testing, and certification of metallic structural materials at the stage of reactor decommissioning as well as to significantly reduce the cost of these works compared to the radiochemical methods.

About the authors

M. V. Zheltonozhskaya

Moscow State University, Faculty of Physics

Email: nzhelton@yandex.ru
119991, Moscow, Russia

A. P. Chernyaev

Moscow State University, Faculty of Physics

Email: nzhelton@yandex.ru
119991, Moscow, Russia

D. A. Yusyuk

Moscow State University, Faculty of Physics

Email: nzhelton@yandex.ru
119991, Moscow, Russia

Yu. O. Balaba

Moscow State University, Faculty of Physics

Author for correspondence.
Email: nzhelton@yandex.ru
119991, Moscow, Russia

References

  1. Общие положения безопасности атомных станций. НП-001-15. Ростехнадзор, 2015.
  2. IAEA Safety Standards. Safety of Nuclear Power Plants Design. Specific Safety Requirements. No SSR-2/1 (Rev.1). Vienna: IAEA, 2016.
  3. The Interface between Safety and Security at Nuclear Power Plants. INSAG-24. A Report by the International Nuclear Safety Group. Vienna: IAEA, 2010.
  4. Вывод из эксплуатации установок. Общие требования безопасности. Серия норм безопасности МАГАТЭ GSR Part 6. STI/PUB/1652: 978-92-0-404515-4. Вена: МАГАТЭ, 2015.
  5. Беляев Л.А., Воробьев А.В., Гаврилов П.М., Гвоздяков Д.В., Губин В.Е. Топливо и материалы ядерной техники. Уч. пособие. Томск: Изд-во ТПУ, 2010.
  6. Design of Instrumentation and Control Systems for Nuclear Power Plants. Specific Safety Guide. IAEA Safety Standards Series No. SSG-39. STI/PUB/1694: 978-92-0-102815-0. Vienna: IAEA, 2016.
  7. Construction for Nuclear Installations. Specific Safety Guide. IAEA Safety Standards Series No. SSG-38. STI/PUB/1693: 978-92-0-102715-3. Vienna: IAEA, 2015.
  8. Design of the Reactor Core for Nuclear Power Plants. Safety Guide. IAEA Safety Standards Series No. NS-G-1.12. STI/PUB/1221: 92-0-116004-6. Vienna: IAEA, 2005.
  9. Тарасиков В.П., Соловьев В.А. Влияние нейтронного облучения на физико-механические свойства сталей и сплавов отечественных ядерных реакторов. М.: Физматлит, 2020.
  10. Бондарьков М.Д., Максименко А.М., Вишневский И.Н., Желтоножский В.А., Желтоножская М.В., Садовников Л.В., Ильичев С.В., Боярищев В.В. // Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2009. Т. 73. № 2. С. 279. https://doi.org/10.3103/S1062873809020312
  11. Long-Lived Activation Products in Reactor Materials. NUREG/CR-3474. Pacific Northwest Laboratory. Richland. WA 99352.
  12. Жемжуров М.Л., Жмура Г.М., Рубин И.Е., Серебряный Г.З., Днепровская Н.М., Тетерева Н.А., Руденков И.В., Бабичев Л.Ф. // Вести Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук. 2021. Т. 66. № 3. С. 365. https://doi.org/10.29235/1561-8358-2021-66-3-365-377
  13. Желтоножская М.В., Желтоножский В.А., Мызников Д.Е., Никитин А.Н., Стрильчук Н.В., Хомен-ков В.П. // Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2021. Т. 85. № 10. С. 1446. https://doi.org/10.31857/S0367676521100276
  14. Agostinelli S., Allison J., Amako K., Apostolakis J., Araujo H., Arce P., Asai M., Axen D., Banerjee S., Barrand G., Behner F., Bellagamba L., Boudreau J., Broglia L., Brunengo A., et al. // Nucl. Instrum. and Methods Phys. Res. A: Accel. Spectrom. Detect. Assoc. Equip. 2003. V. 506. Iss. 3. P. 250. https://doi.org/10.1016/S0168-9002(03)01368-8
  15. Zheltonozhskaya M.V., Zheltonozhsky V.A., Lykova E.N., Chernyaev A.P. and Iatsenko V.N. // Nucl. Instrum. and Methods in Physics Research, Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. 2020. V. 470. P. 38. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2020.03.002
  16. Brajnik D., Jamnik D., Kernel G., Korun M., Mikla-vžič U., Pucelj B., Stanovnik A. // Phys. Rev. 1976. C. 13. Art. 1852. https://doi.org/10.1103/PhysRevC.13.1852
  17. Brualla L., Rodriguez M., Sempau J., Andreo P. // Radiat. Oncol. 2019. V. 14. Article number 6. https://doi.org/10.1186/s13014-018-1186-8
  18. Zheltonozhsky V.A., Savrasov A.M. // Nucl. Instrum. and Methods in Physics Research, Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. 2019. V. 456. P. 116. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2019.06.029
  19. Firestone R. Table of Isotopes. 8th edition. NY.: Wiley Interscience, 1996.
  20. Utsunomiya H., Renstrøm T., Tveten G.M., Goriely S., Katayama S., Ari-izumi T., Takenaka D., Symochko D., Kheswa B.V., Ingeberg V.W., Glodariu T., Lui Y.-W., Miyamoto S., Larsen A.C., Midtbø J.E. et al. // Phys. Rev. C 98. Art. 054619. https://doi.org/10.1103/PhysRevC.98.054619
  21. Ишханов Б.С., Капитонов И.М., Пискарев И.М., Шевченко В.Г., Шевченко О.П. // Ядерная физика. 1970. Т. 11. № 3. С. 485.
  22. Давыдов М.Г., Хамраев Ф.Ш., Шомуродов Э.М. // Советская атомная энергия. 1987. V. 63. P. 545
  23. Стогов Ю.В. Основы нейтронной физики: Учебное пособие. М.: МИФИ, 2008.
  24. Ancius D., Remeikis V., Plukis A., Plukiene R., Ridikas D., Cometto M. // Nukleonika. 2005. V. 50. Iss. 3. P. 113.
  25. Kopecky J. Atlas of Neutron Capture Cross Sections. VIENNA: IAEA, 1997.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (32KB)
3.

Download (126KB)
4.

Download (67KB)
5.

Download (103KB)
6.

Download (155KB)
7.

Download (1MB)

Copyright (c) 2023 М.В. Желтоножская, А.П. Черняев, Д.А. Юсюк, Ю.О. Балаба