Архив статей журнала
В данной работе рассматривается проблема минимизации накопления и выжигания минорных актинидов. Рассмотрено и определено влияние изотопного состава и качества плутония, используемого в МОКС-топливе, для эффективности воспламенения и трансмутации америки. Расчетное исследование проводилось для восьми видов плутония последовательно изотопного состава и качества. Приведены плутониевые вектора. Определено влияние изотопного состава используемого плутония на темпы накопления америзации и кюри в топливе без амерации в начале кампании, а также определено влияние изотопного качества используемого плутония на темпы накопления и воспламенения амерации с начальной долей амерации в свежем топливе 1 и 2%. Для каждого из рассматриваемых вариантов дополнительно приводятся изотопный состав накапливаемого или выжигаемого америзма, удельные тепловыделение и активность. Также проведены оценки накопления кюрия. Определяется коэффициент обременения кюрием на килограмм выжигаемого америзма. Представлен баланс массы МА в системе, с учетом выжигания америи и накопления кюрия. По результатам расчетного исследования необходимо обеспечить необходимый изотопный состав и качество плутония для эффективного выжигания америки, а также долю амерации в свежем топливе для реализации условий выжигания в зависимости от качества используемого плутония.
Работа посвящена расчетному моделированию с использованием ПК Serpent и MCNP5 экспериментальных конфигураций сборок стенда БФС с центральной легководной вставкой (БФС-93) и без нее (БФС-57 и БФС-59). Данное моделирование необходимо, с одной стороны, для верификации программных комплексов для расчета реактора ВВЭР-С. С другой стороны - для верификации расчетных подходов, необходимость проведения которой связана с возрастающей потребностью в расчетном планировании экспериментов, предшествующих экспериментальному моделированию реактора ВВЭР-С на стенде БФС, и анализе результатов. Это связано с тем, что в основе работы реактора ВВЭР-С лежат новые физические принципы: возможность воздействовать на реактивность путем изменения водо-топливного отношения и, соответственно, спектра нейтронов в активной зоне. Другой особенностью моделируемого реактора является применение в его загрузке уран-плутониевого топлива с использование плутония из ОЯТ ВВЭР, которое обуславливает несколько более жесткий, по сравнению с урановым топливом, спектр нейтронов, формирование которого происходит путем реализации сложной совокупности физических процессов. В работе проведен расчетный анализ следующих экспериментов: расчеты на критичность, аксиальное и радиальное распределения энерговыделения, спектральные индексы и аксиальное распределение скоростей реакций деления в измерительном канале. Расчетный анализ данных экспериментов расширяет верификационный базис, а полученные результаты могут быть использованы для верификации программных средств, аттестация которых планируется применительно к расчетам реактора ВВЭР-С. Разработка программы исследований потребовала выполнения значительного количества нейтронно-физических расчетов, при этом для них выбраны те экспериментальные конфигурации критических сборок, которые наиболее близко отражают физические и спектральные эффекты, а также топливные составы.