Нейтронно-физический расчет реактора ВВЭР-1000 на МОКС-топливе
Ключевые слова:
ядерное топливо, выгорание, тепловой реактор, плутоний, МОКС, реактивность, эффективный коэффициент размножения, кинетика реактораАннотация
Использование смешанного уран-плутониевого топлива в тепловых реакторах позволяет эффективно использовать высокотоксичный оружейный плутоний в мирных целях. Мировые запасы такого плутония являются серьезной проблемой. Применение данного топлива на тепловых реакторах заметно снижает количество необходимого обогащенного урана. Переработанный таким образом плутоний возможно использовать повторно на быстрых реакторах. Таким образом, значительная часть ядерных отходов может использоваться в процессе энерговыделения, а также уменьшится количество потенциальных радиоактивных отходов, которые в противном случае будут захоронены в почве.
В работе представлены результаты нейтронно-физического расчета реактора ВВЭР-1000 на смешанном уран-плутониевом топливе для трех топливных сборок: 30%, 50% и 70% МОКС-топлива от общего количества делящегося вещества. Общее обогащение 5%, что не внесет критических изменений в работу реактора.
Получены эффективные коэффициенты размножения для всех вариаций в нескольких приближениях: метод четырёх сомножителей, многогрупповое приближение. Получен спектр нейтронов для многогруппового приближения. Рассчитано ксеноновое и самариевое отравление реактора. Представлен анализ кинетики реактора и изменение нейтронного потока при различной вводимой реактивности. Оценена возможность применения выбранных сборок на реальных энергетических установках и степень воспроизводства плутония в процессе работы реактора.
Метрики
Библиографические ссылки
ГОСТ
1. Рябченко О. Н., Ахметшин Т. Ф. Глобальные проблемы захоронения ядерных отходов по законодательству РФ и США// Аграрное и земельное право. 2017. № 11. С. 129-131.
EDN: XQJVTF.
2. Overview of safety analysis, licensing and experimental background of MOX fuels in LWRs / T. Fujishiro, J.-P. West, L. Heins, J.J. Jadot // International symposium on MOX fuel cycle technologies for medium- and long-term deployment. Vienna: IAEA, 2000. P. 38-48. URL: https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/31/062/31062326.pdf.
3. Дячёк О.А., Кравченко В.В. Сравнение характеристик топливных циклов реакторов с топливом различного типа // Наука, техника и образование. 2020. Т. 4, № 68. С. 42-43.
EDN: CHNZNM.
4. NDA Plutonium Options [Электронный ресурс]. Cumbria: NDA Strategies, 2008. 20 p. Url: https://webarchive.nationalarchives.gov.uk/ukgwa/20211004153254/https://rwm.nda.gov.uk/publication/plutonium-options-for-comment-august-2008/ (Дата обращения 30.04.2023)
5. Arslan M., Leboucher I., Bouvier E. Fuel Cycle Strategies to Optimize the MOX in Reactors // Energy Procedia. 2013. Vol. 39. P. 59-68. DOI: 10.1016/j.egypro.2013.07.192.
6. Сараев О.М., Ошканов Н.Н., Мальцев В. В. Перспективы безопасной утилизации плутония в виде МОКС-топлива на Белоярской АЭС // Утилизация плутония: проблемы и решения. Екатеринбург: УрФУ, 2000. С. 57-59. EDN: XRANSD.
7. Бекман И. Н. Плутоний. Москва: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2010. 165 с.
8. Писарев А. Н., Колесов В. В. Сравнение влияния неопределенностей ядерных данных на точность предсказания изотопного состава для UO2- и MOX-топлива в расчетах выгорания на примере ячейки реактора PWR. // Вопросы атомной науки и техники. Физика ядерных реакторов. 2022. № 5. С. 67-74. EDN: ZQKVCY.
APA
1. Ryabchenko, O. N., & Akhmetshin, T. F. (2017). Global'nye problemy zahoroneniya yadernyh othodov po zakonodatel'stvu RF i SSHA [Global problems of nuclear waste disposal under the legislation of the Russian Federation and the USA]. Agrarian and land law, 11, 129-131. https://www.elibrary.ru/xqjvtf. [In Russian]
2. Fujishiro, T., West, J.-P., Heins, L., & Jadot, J.J. (2000). Overview of safety analysis, licensing and experimental background of MOX fuels in LWRs. In Proc. International symposium on MOX fuel cycle technologies for medium and long term deployment (pp. 38-48). IAEA. https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/31/062/31062326.pdf
3. Dyachek, O.A., & Kravchenko, V. V. (2020). Sravnenie harakteristik toplivnyh ciklov reaktorov s toplivom razlichnogo tipa [Comparison of characteristics of fuel cycles of reactors with fuel of various types]. Science, Technology and Education, 4(68) , 42-43. https://www.elibrary.ru/chnznm. [In Russian]
4. NDA Strategies. (2008). NDA Plutonium Options. NDA. https://webarchive.nationalarchives.gov.uk/ ukgwa/20211004153254/https://rwm.nda.gov.uk/publication/plutonium-options-for-comment-august-2008/
5. Arslan, M., Leboucher, I., & Bouvier E. (2013). Fuel Cycle Strategies to Optimise the use of MOX Fuels. Energy Procedia, 39, 59-68. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2013.07.192.
6. Saraev, O. M., Oshkanov, N. N., & Maltsev, V. V. (2000). Prospects for safe disposal of plutonium in the form of MOX fuel at the Beloyarsk NPP [Perspektivy bezopasnoj utilizacii plutoniya v vide MOKS-topliva na Beloyarskoj AES]. In Proc. Disposal of plutonium: problems and solutions (pp. 57-59). UrFU. https://www.elibrary.ru/xransd. [In Russian]
7. Beckman, I. N. (2010) Plutonij [Plutonium] . Lomonosov Moscow State University. [In Russian]
8. Pisarev, A. N., & Kolesov, V. V. (2022) Sravnenie vliyaniya neopredelennostej yadernyh dannyh na tochnost' predskazaniya izo-topnogo sostava dlya UO2- i MOX-topliva v raschetah vygoraniya na primere yachejki re-aktora PWR [Comparison of the influence of nuclear data uncertainties on the accuracy of isotopic composition prediction for UO2- and MOX-fuels in burnout calculations using the example of a PWR reactor cell]. Questions of atomic Science and Technology, 5, 69-70. https://www.elibrary.ru/zqkvcy [In Russian]
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Категории
URN
Лицензия
Copyright (c) 2023 Егоров М.Ю., Блинников А.А.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
