A potential photo-transmutation of fission products triggered by Compton backscattering photons

Chen, J.G.; Wang, Xu; Wang, H.W.; Guo, Weihua; Ma, Yugang; Xiang-Zhou, Cai; Lu, Gendi; Xu, Yuchen; Pan, Qikun; Fan, Guoliang; Shen, W. Q.

doi:10.1016/j.nima.2008.10.031

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“…Uma solução para esse problema consiste na transmutação desses elementos em outros de meias-vidas menores ou mais estáveis. Um modo de realizar esta transformaçãoé por meio de reações nucleares induzidas por fótons [15]. Por exemplo, o nuclídeo 137 Cs (meia-vida de 30,17 anos) pode ser transmutado no nuclídeo 136 Cs (meia-vida de 13,16 dias) via a reação (γ, n), que por sua vez decai por emissão beta para o nuclídeo estável 136 Ba.…”

Section: Aplicações Do Espalhamento Compton Inversounclassified

Sobre o espalhamento Compton inverso

Paiva

2014

Rev. Bras. Ensino Fís.

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O físico Arthur Holly Compton usou a teoria quântica para explicar como se processa o espalhamento de raios X por elétrons, fenômeno conhecido como efeito Compton. Um aspecto interessante do efeito Compton ocorre no caso de colisão frontal entre o fóton e o elétron com o fóton sendo espalhado na direção oposta, caso em que a energia do fóton espalhadoé máxima e pode mesmo ser da ordem de magnitude da energia do elétron incidente. Feixes de fótons produzidos por espalhamento Compton inverso de luz laser por elétrons relativísticos possuem aplicações científicas, tecnológicas, industriais e médicas. Palavras-chave: efeito Compton, espalhamento dos raios X e gama.The physicist Arthur Holly Compton used the quantum theory to explain how the scattering of light quantum by electrons takes place, a phenomenon known as Compton effect. An interesting feature of the Compton effect occurs in a frontal collision between the photon and the electron with the photon being backscattered, in which case the energy of the scattered photon is maximum and can be even of the order of magnitude of the energy of the incident electron. Photon beams produced by inverse Compton scattering of laser light by relativistic electrons have scientific, technological, industrial and medical applications. Keywords: Compton effect, X and gamma rays scattering. IntroduçãoNo período de 1916 a 1922 o físico norte-americano Arthur Holly Compton realizou vários experimentos e formulou várias hipóteses para entender como se processava a interação dos raios X e gama com a matéria [1][2][3][4][5]. Compton descobriu que um feixe de radiação eletromagnética podia ser espalhado ao atravessar um meio formado por elementos leves, tendo a radiação espalhada uma componente de comprimento de onda bem definido e maior do que o comprimento de onda da radiação incidente [5]. Compton ainda observou que a diferença entre o comprimento de onda da radiação espalhada e o da radiação incidente aumenta com oângulo de espalhamento eé constante para todos os materiais espalhadores. Segundo a teoria clássica de ondas a radiação espalhada deveria ter o mesmo comprimento de onda da radiação incidente, assim sendo a explicação para este fenômeno, conhecido mais tarde como efeito Compton, deveria ser conseguida com o auxílio da teoria quântica. Apesar de Compton ter seu nome associado ao surgimento da teoria quântica, ele era um físico clássico por excelência e, ao que tudo indica, relutou muito até propor uma explicação quântica para o efeito que leva o seu nome [6,7]. Neste trabalho vamos discutir o espalhamento Compton no caso particular de colisão frontal entre o fóton (radiação eletromagnética) e o elétron com o fóton sendo espalhado na direção oposta, caso em que a energia do fóton espalhadoé máxima e pode mesmo ser maior que a energia do fóton primário, o chamado efeito Compton inverso. Para colisões com elétrons ultra-relativísticos provenientes de aceleradores o fóton espalhado pode ter energia da ordem de magnitude da energia do elétron incidente. A energia do fóton espa...

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Section: Aplicações Do Espalhamento Compton Inversounclassified

Sobre o espalhamento Compton inverso

Paiva

2014

Rev. Bras. Ensino Fís.

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“…[16] to reach 10 11 per hour. Studies [17,18] show that the LCS-based photo-transmutation is more efficient than LIB. Many experimental [19,20] and theoretical [14,[16][17][18]21] studies have been done using LCS γ-ray source to transmute LLFPs.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Photo-transmutation based on resonance γ-ray source*

Fu¹,

Dang²,

Liu³

et al. 2019

Chinese Phys. B

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High intensity γ-ray source can be obtained through resonance reaction induced by protons. In this work, the possibility of using such high intensity MeV-range γ-ray source to transmute nuclear waste is investigated through Mont Carlo simulation. 197Au(γ, n)196Au experiment is performed to obtain the transmutation rate and compared with the simulation result. If the current of the proton beam is 10 mA at the resonance energy of 441 keV, with the γ photons emitted from 7Li(p, γ)8Be, then the corresponding transmutation yield for 129I in 2π direction can reach 9.4×109 per hour. The result is compared with that of LCS γ-ray source.

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“…They have consisted in transmutation rate and eciency measurements with targets of stable Au-197 and I-127 targets. Similar experiments have been proposed as well for the SLEGS laser Compton scattering facility at the Shanghai Synchrotron Research Facility (SSRF) in China [83,84].…”

Section: Photon-induced Transmutationmentioning

confidence: 60%

Evaluation of reactivity monitoring techniques at the Yalina – Booster subcritical facility

Palacios¹

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sionalism and hard work during the experiments, I would like to highlight their kindness in making us having a agreeable stay at Belarus. I wish to acknowledge as well the institutions that have provided nancial support for the work carried out during this PhD thesis: the EU 6th Framework program through IP-EUROTRANS Contract No. FI6W-CT2005-516520 and the ENRESA-CIEMAT agreement for the Transmutation Applied to High Level Radioactive Waste.Third, I want to thank as well all the colleagues from the Nuclear Innovation Unit and Nuclear Fission Division at CIEMAT during all these years, for all that I have learned with them and all the help they have provided at many instances, which would be endless to detail. In particular, special thanks to those that have revised the manuscript: Manuel Fernández-Ordóñez, Francisco Álvarez-Velarde and Juan Blázquez. I am also indebted to the administrative and services sta at CIEMAT for their usually invisible, albeit indispensable, assistance in many daily tasks. In particular, I would like to mention the Documentation Service for their help in nding many of the bibliographic references of this thesis.And nally, last but not least, I would like to acknowledge my family for all their support during all these years.

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A potential photo-transmutation of fission products triggered by Compton backscattering photons

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Sobre o espalhamento Compton inverso

Sobre o espalhamento Compton inverso

Photo-transmutation based on resonance γ-ray source*

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