Published 2023 | Version v1
Journal article

Modeling the evolution of uranium-233 radioactivity

  • 1. National Research Center "Kurchatov Institute", Moscow (Russian Federation)

Description

For the calculation justification and optimization of the fuel cycle on the basis of thermonuclear operating units and nuclear reactors - fuel consumers and as part of the development of the UNK software package, the GAMSOUR software module was developed for calculating the specific and group spectrum of delayed gamma rays in irradiated material and the effective radiation doses of personnel when working with it. The results of verification of the UNK software package for calculating the dose rate of materials containing U-233 with U-232 impurities are presented. The results of the comparison with the dose rate calculations obtained by other programs showed that the differences in the assessment of the dose rate depending on the exposure time of uranium-233 do not exceed several cents over the entire time interval up to 15 years. The results of the research have shown that in order to correctly account for gamma rays sources, it is necessary to take into account the Tl-209 nuclide. The exclusion of this nuclide from the U-233 decay chain leads to a systematic underestimation of the gamma rays source and, consequently, the effective radiation dose depending on the exposure time of U-233. The GAMSOUR software module is implemented as an independent software tool and can be used in software complexes for solving the gamma rays transfer equation.

Abstract (Russian)

Для расчетного обоснования и оптимизации топливного цикла на основе термоядерных установок - наработчиков и ядерных реакторов - потребителей топлива и в рамках развития программного комплекса UNK был разработан программный модуль GAMSOUR расчета дискретного и группового спектра запаздывающих гамма-квантов в облученном материале и эффективных доз облучения персонала при работе с ним. Приведены результаты верификации программного комплекса UNK расчета мощности дозы материалов, содержащих U-233 c примесями U-232. Результаты сравнения с расчетами мощности дозы, полученными по другим программам, показали, что различия в оценке мощности дозы в зависимости от времени выдержки урана-233, не превышают нескольких процентов на всем временном интервале до 15 лет. Результаты исследований показали, что для корректного учета источников гамма-квантов необходимо учитывать нуклид Tl-209. Исключение этого нуклида из цепочки распада U-233 приводит к систематическому занижению источника гамма-квантов и, следовательно, эффективной дозы облучения в зависимости от времени выдержки U-233. Программный модуль GAMSOUR реализован как независимое программное средство и может использоваться в программных комплексах решения уравнения переноса гамма-квантов.

Additional details

Additional titles

Original title (Russian)
Моделирование эволюции радиоактивности урана-233

Publishing Information

Journal Title
Voprosy Atomnoj Nauki i Tekhniki. Seriya: Yaderno-Reaktornye Konstanty
Journal Issue
no.4
Journal Page Range
p. 5-10
ISSN
2414-1038

INIS

Country of Publication
Russian Federation
Country of Input or Organization
Russian Federation
INIS RN
55106203
Subject category
S21: SPECIFIC NUCLEAR REACTORS AND ASSOCIATED PLANTS;
Descriptors DEI
DECAY; EFFECTIVE RADIATION DOSES; FUEL CYCLE; GAMMA RADIATION; HALF-LIFE; NUCLEAR DATA COLLECTIONS; RADIOACTIVITY; RADIONUCLIDE KINETICS; REACTORS
Descriptors DEC
DOSES; ELECTROMAGNETIC RADIATION; IONIZING RADIATIONS; KINETICS; RADIATION DOSES; RADIATIONS

Optional Information

Notes
6 refs., 5 figs.