ЭФФЕКТЫ РЕАКТИВНОСТИ В УРАН-ГРАФИТОВЫХ РЕАКТОРАХ.

Бодылев А.Р.
ИЯЭ (филиал) СПбГТУ


На сегодняшний день в России остро стоит вопрос замещающих мощностей. После аварии на ЧАЭС резко снизился темп ввода новых блоков, а старые станции вырабатывают свой ресурс. Постоянно ужесточаются требования к надежности и безопасности станций. Проектируемые станции должны обладать внутренней безопасностью.

В моем докладе я рассмотрю вопрос эффектов реактивности при различных режимах работы реактора РБМК и уран-графитового реактора типа РБМК, но с уменьшенным графитовым блоком. Уменьшенный графитовый блок - это основная идея реактора следующего поколения - уран-графитового канального реактора МКЭР. В данном докладе содержатся необходимые входные данные для расчета ячейки канального уран-графитового реактора и приведены результаты расчета для следующих режимов работы реактора:
· рабочее состояние с водой;
· рабочее состояние без воды (эффект обезвоживания);
· рабочее: эффект реактивности при повышенной температуре графита;
· расхоложенное разотравленное состояние с водой;
· расхоложенное разотравленное состояние без воды.

Для расчета использовался пакет программ САПФИР_97, собранный на базе пакета прикладных программ САПФИР. ППП САПФИР – это система программных модулей и библиотек нейтронных сечений, предназначенных для нейтронно-физического расчета ячеек ядерных реакторов.

Программа расчета ячейки САПФИР_97 представляет собой дальнейшее развитие программы САПФИР_ВВР95, которая 18.12.1997 аттестована Советом по аттестации программных средств ГАН для ячеек реакторов типа ВВЭР АЭС и водо-водяных реакторов транспортного назначения, как самостоятельная программа, так и в комплексе с реакторной программой RC, реализующей трехмерный расчет реактора в диффузионном приближении.

Главное отличие новой версии программы от более ранних заключается в возможности расчета параметров нейтронной кинетики. Параметры нейтронной кинетики рассчитываются на основе детальных ядерных данных библиотеки ENDF/B-VI. Кроме того, для обеспечения расчетов реакторов типа РБМК дополнительно получен первый момент матрицы упругого рассеяния на углероде в области термализации. Данная версия (САПФИР_97) предназначена для расчета ячеек тепловых реакторов, включая и реакторы с "промежуточным" спектром.

Расчет показал, что, уменьшая лишь графитовый блок, мы получаем уже принципиально другой реактор: с внутренне присущей безопасностью. При обезвоживании у такого реактора наблюдается ярко выраженный отрицательный эффект реактивности. Коэффициент размножения падает примерно на 4,4%. В то время, как на реакторе РБМК эффект реактивности положителен: происходит рост коэффициента размножения примерно на такую же величину. При повышении температуры графита у обоих реакторов эффект реактивности положителен. Но у реактора РБМК коэффициент размножения растет в среднем на 0,16%, а у реактора с уменьшенным блоком на 0,05%. Мощностной эффект реактивности у обоих реакторов отрицателен.

Из данной работы можно сделать вывод, что применение реактора типа МКЭР позволяет значительно снизить степень риска крупных аварий, связанных с неконтролируемым разгоном реактора, при локальных внештатных ситуациях.