Работы автора

Приведены теоретические и расчетные исследования возможности применения минорных актинидов в качестве выгорающих поглотителей в реакторах на быстрых нейтронах. Реакторы на быстрых нейтронах работают не только как производство электрической и тепловой энергии и эффективное увеличение топливных ресурсов, но и утилизация запасов минорных актинидов. Для исследований использовали Am с разным нуклидным составом и Np-237. В расчетных исследованиях рассматривалось урановое и МОКС-топливо с использованием разных количеств, учитывающих окиси Am и Np. Оценено влияние спектральных эффектов на разные виды и количества, измеренные в урановом и МОКС-топливо для реакторов на тепловых и быстрых нейтронах. Проведено сравнение топлива по эффективности выжигания минорных актинидов Am и Np. В работе исследуются размеры экономии урана и плутония при добавлении в топливо Am или Np-237. Видно, что в вариантах без зависимости Am или Np расход урана увеличивается. Таким образом, можно говорить о получении дополнительной энергии и электрической энергии при выжигании долгоживущих высокоактивных отходов Am-241 и Np-237 в ядерных реакторах. Показано, что америций, содержащихся в качестве добавки в МОКС или уранового топлива в реакторе на быстрых нейтронах, позволяет не только снизить начальный запас реактивности, но и продлить срок существования реактора.

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.