Авторы
Коробейникова Л.В., Стогов В.Ю., Шагинян Р.А., Шакиров А.М.
Организация
АО «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
Коробейникова Л.В. – старший научный сотрудник.
Стогов В.Ю. – старший научный сотрудник.
Шагинян Р.А. – инженер-исследователь. Контакты: 249033, Обнинск, Калужская обл., пл. Бондаренко, 1. Тел.: (484) 399-80-56; e-mail:
Шакиров А.М. – стажер-исследователь.
Аннотация
В ядерных реакторах на быстрых нейтронах используется сравнительно небольшая доля объема активной зоны под стрежни управления и защиты. Для обеспечения необходимой эффективности в системе регулирования применяются материалы с высокими сечениями поглощения нейтронов в быстром спектре энергий. Среди таких материалов выделяется карбид бора. Этот поглотитель широко используется с содержанием бора-10 в боре от природного (около 20 %) до 97 %.
Однако бор имеет ряд недостатков, среди которых необходимость его зарубежных закупок, распухание под облучением и существенная потеря эффективности при выгорании. Таким образом, возникает вопрос о рассмотрении альтернативных материалов в качестве поглотителя.
С 1980-х годов как российскими, так и спустя некоторое время японскими специалистами проводились исследования по гидриду гафния.
Немаловажную роль при разработке новых стержней регулирования играет их геометрическая структура. Положение, форма и толщина поглотителя имеют значение при определении эффективности стержней СУЗ различных конструкционных исполнений.
В работе представлено влияние расположения поглотителя (внутри ячейки) на эффективность стержня. Рассматривается 3 варианта размещения: цилиндр (предельный случай кольца) в центре, цилиндрическое кольцо и цилиндрическое кольцо на периферии.
Расчеты показывают предпочтительность использования гидрида гафния в ячейках с большим поперечным сечением. Также выявлена оптимальная толщина кольца – 2,2 см (при размере «под ключ» 18,1 см).
Ключевые слова
гидрид гафния, поглотитель, быстрый реактор, карбид бора, эффективность, цилиндрическое кольцо, стержень СУЗ
УДК 621.039.562.24
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2023, № 3, c. 94–98