Сборник тезисов докладов IX Международной молодежной научной конференции

Полярное сияние 2006

Ядерное будущее: безопасность, экономика и право

Содержание сборника

Секция «Безопасность ядерных технологий»

Все доклады секции


ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРСПЕКТИВНЫХ СМЕШАННЫХ УРАНПЛУТОНИЕВЫХ ТОПЛИВНЫХ ЦИКЛОВ РЕАКТОРОВ ВВЭР-1000

Фролова М.В.

Московский инженерно - физический институт
(государственный университет)

В настоящее время Россия обладает большим запасом реакторного плутония, который является перспективным топливом
для энергетических реакторов. Его используют в качестве ядерного горючего в энергетических реакторах на тепловых и быстрых нейтронах. Однако на данный момент плутоний используется только в виде МОХ-топлива. В данной работе была исследована эффективность использования плутония за счёт его гетерогенного размещения в топливе на примере реактора ВВЭР-1000.

Рассматривается модель, позволяющая в рамках ПК CONSUL рассчитывать стандартные МОХ-ячейки и ячейки с гетерогенно размещенным топливом. Модель построена на основе анализа расчетов систем такого рода с использованием различных программ, в том числе и прецизионной программы MCNP-5. Погрешность расчета по сравнению с программой UNK не превышает 0,5% в начале и порядка 1% в конце выбранного временного интервала (1000 суток). Исследования показали что с увеличением обогащения урана во внешней топливной зоне растет эффект гетерогенного размещения плутония (Рис. 1).

Проведена оптимизация выбора топливной композиции для планируемого полномасштабного реакторного расчета четырехгодичного топливного цикла реактора ВВЭР-1000. В качестве критерия оценки выбрано увеличение компании за счет гетерогенного размещения топлива при неизменной компании для смешанного топлива (300 сут.). Показано, что с ростом содержания плутония в твэле, при соответствующем уменьшении обогащения урана во внешнем слое таблетки (рис. 2), увеличивается эффект гетерогенного размещения плутония (рис. 3). Была выбрана композиция с обедненным ураном.

Рисунок 1. График зависимости эффекта приращения Кэфф при гетерогенном размещении плутония в таблетке от обогащения урана во внешней топливной зоне

Рисунок 2. Изменение обогащения урана при изменении содержания плутония в МОХ - топливе при неизменной величине компании для четырехгодичного топливного цикла реактора ВВЭР-1000


Рисунок 3. График зависимости приращения компании при гетерогенном размещении плутония в таблетке от содержания плутония в топливе

Путем моделирования была продемонстрирована перспективность гетерогенного размещения топлива в реакторах ВВЭР-1000 при четырехгодичном топливном цикле.