ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ
ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы


Расширенное продолжение серии: Ядерные константы c 1971 года

НЕЙТРОННО-ФИЗИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СПОСОБОВ ОПТИМИЗАЦИИ ПЕРЕХОДНОГО РЕЖИМА К УРАН-ПЛУТОНИЕВОМУ ТОПЛИВУ РАВНОВЕСНОГО СОСТАВА ПРИ ПУСКЕ БЫСТРОГО РЕАКТОРА ЕСТЕСТВЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НА ОБОГАЩЕННОМ УРАНЕ

Авторы

Орлов М.А.

Организация

Частное учреждение Государственной корпорации по атомной энергии «Росатом» «Инновационно-технологический центр проекта «ПРОРЫВ», Москва, Россия

Орлов М.А. – младший научный сотрудник, кандидат физико-математических наук, Частное учреждение Государственной корпорации по атомной энергии «Росатом» «Инновационно-технологический центр проекта «ПРОРЫВ». Контакты: 107140, Москва, ул. Малая Красносельская 2/8, к. 4. Тел.: (919)770-53-08; e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. .

Аннотация

В работе на основании нейтронно-физических расчетов предлагаются способы технологического упрощения обеспечения равновесного по реактивности режима (с выбегом реактивности по микрокампании, не превышающим эффективную долю запаздывающих нейтронов) в течение всего срока службы реактора на быстрых нейтронах, пускаемого на нитридном обогащенном урановом топливе и в дальнейшем функционирующего в замкнутом топливном цикле. Расчеты в режиме частичных перегрузок выявили возможность выполнения этого основополагающего требования «естественной безопасности» за счет лишь 1-2 изменений в параметрах загрузки активной зоны в переходном режиме от стартового уранового к равновесному по изотопному составу уран-плутониевому топливу. Попутно предлагается увеличивать глубину выгорания топлива. Предпочтение отдается варианту регулирования нейтронно-физических характеристик активной зоны за счет изменения толщины зазора между топливом и оболочкой в твэлах с жидкометаллическим подслоем. Рассматривается также консервативный вариант с изменением таблеточной плотности топлива в твэлах с газовым зазором и перспективный вариант изменения концентрации в топливе слабопоглощающего изотопа 15N. Предложены способы оптимизации стратегии использования минорных актинидов для снижения выбега реактивности в переходном режиме и денатурации нарабатываемого в стартовой урановой загрузке плутония.
Работа представляется актуальной в связи с предполагаемым повышением конкурентоспособности реакторов на быстрых нейтронах (в частности, снижением стоимости вырабатываемой ими электроэнергии) в случае их пуска на обогащенном уране вместо уран-плутониевого топлива уже в ближайшей перспективе (этот тезис сейчас проверяется).

Ключевые слова
быстрый реактор, естественная безопасность, пуск на обогащенном уране, выбег реактивности, переходный режим к топливу равновесного состава

Полная версия статьи (PDF)

Список литературы

УДК 621.039

Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2018, выпуск 1, 1:17