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


Расширенное продолжение серии: Ядерные константы c 1971 года
ISSN 2414-1038 (online)

Авторы

Белозерова А.Р., Белозеров С.В., Шамардин В.К.

Организация

АО «Государственный научный центр – Научно-исследовательский институт атомных реакторов», Димитровград, Россия

Белозерова А.Р. – старший научный сотрудник, кандидат физико-математических наук. Контакты: 433510, Ульяновская область, Димитровград, Западное шоссе, 9. Тел.: (84235) 7-98-43, 9-87-58, e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
Белозеров С.В. – ведущий научный сотрудник, кандидат физико-математических наук.
Шамардин В.К. – эксперт, кандидат технических наук.

Аннотация

Рассмотрены эффекты ядерной трансмутации в сплавах циркония. Определена расчетная схема трансмутации элементов в сплавах системы [Zr + x % Nb + y % Mo]. Проведены численные оценки содержания молибдена в циркониевых сплавах различных составов при облучении в исследовательских (СМ-3, БОР-60) и энергетических (ВВЭР-1000, PWR) реакторах.
Оценена динамика накопления молибдена при облучении в реакторе СМ (ЦБТМ, ячейка 2) и при выдержке за один год по результатам расчета эффектов ядерной трансмутации в штатных циркониевых сплавах Zr+1 % Nb, Zr+2,5 % Nb и для предлагаемых исходных составов Zr+1 % Nb+0,5 % Mo, Zr+2,5 % Nb+0,5 % Mo.
Оценена динамика накопления молибдена при облучении в реакторе СМ, и последующей выдержке образцов за один год в штатных циркониевых сплавах Zr+1 % Nb, Zr+2,5 % Nb и для предлагаемых исходных составов Zr+1 %Nb+0,5 %Mo, Zr+2,5 % Nb+0,5 % Mo. Реакторное облучение приводит к существенному накоплению молибдена в сплаве Zr+2,5 % Nb в результате ядерных реакций: концентрация молибдена увеличивается примерно до 0,7 % с ростом флюенса нейтронов (Е>0,1 МэВ) до 1×1023 см–2 при облучении в исследовательском реакторе СМ.
Оценена динамика эффектов ядерной трансмутации циркония при облучении в активной зоне исследовательских (СМ-3, БОР-60) и энергетических (ВВЭР-1000, PWR) реакторов. Элемент Zr трансмутирует не больше, чем на 10 % за 100 лет облучения. Накопление молибдена за это же время может составить до 104 млн–1 (appm).
Проведенные расчеты и результаты их интеллектуального анализа с многомерным анализом на основе OLAP, исследуя многомерное пространство данных БД, дают знания в виде ассоциаций и классификаций в подтверждение необходимости разработки циркониевых сплавов с дополнительным легированием молибденом, которые могут обеспечить оптимальные физико-механические свойства, в частности характеристики радиационного роста, а также приемлемый уровень ядерно-физических и коррозионных свойств.

Ключевые слова
Ядерная трансмутация, циркониевые сплавы, исследовательский реактор, интеллектуальный анализ научных данных, реляционная база данных, многомерная модель данных, OLAP-куб, жесткий спектр нейтронов, термализованный спектр нейтронов, энергетические и исследовательские реакторы.

Полная версия статьи (PDF)

Список литературы

УДК 621.039.518.24

Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2020, выпуск 1, 1:3