谭桢干,李卓成,罗 文,2*,王晓冬

(1.南华大学核科学技术学院,湖南衡阳 421001; 2.中国科学院上海应用物理研究所,上海 201800)

康普顿γ光源SLEGS对长寿命裂变产物126Sn的嬗变潜力

谭桢干1,李卓成1,罗 文1,2*,王晓冬1

(1.南华大学核科学技术学院,湖南衡阳 421001; 2.中国科学院上海应用物理研究所,上海 201800)

结合激光康普顿散射模拟程序4D-MCLCSS和Geant4软件包,模拟上海激光电子γ源(SLEGS)的γ光产生及其对长寿命裂变产物126Sn的光核嬗变过程,研究嬗变率与嬗变靶几何参数的依赖关系,并初步诊断基于SLEGS的光核嬗变产物分布,获得126Sn嬗变靶的最佳靶厚和半径分别为16 cm和0.4 cm,对应的嬗变率为1.89×106/s。研究结果表明：基于SLEGS的光核嬗变率比强激光驱动的轫致辐射法要高2倍,而且升级潜力巨大。

光核嬗变;SLEGS;126Sn;Geant4

1 引 言

核能的生产过程会产生高毒性、长半衰期的长寿命裂变产物(LLFPS),如何处理这些长寿命裂变产物是人类面对的一大挑战。目前对LLFPS采取的长期储存或固化深埋处理方法,然而,这些LLFPS需要上百万年才能使其衰变到天然的放射性毒性水平,远超人类寿期。在这么长的时间里,一旦核废物地质贮存场保护屏障超过有效期、受到地下水的侵蚀、周围地质条件发生变化或发生其他突发状况,都会导致放射性核素迁移并扩散到生物圈[1-2]。人们迫切需要一种新技术来处理LLFPS。126Sn是一种典型的长寿命裂变产物,具有半衰期长(105a)、生物毒性大(自身放射毒性达6.306 Sv/g[2],而且其子体126Sb会释放高能γ射线)的特点,对生物毒害作用非常大,属于放射性废物处理中的关键核素。……