DOI: 10.55176/2414-1038-2021-1-48-54
Авторы
Ашраф О.1,2, Тихомиров Г.В.1
Организация
1 Институт ядерной физики и технологий, Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,
Москва, Россия
2 Университет Айн-Шамс, Каир, Египет
Ашраф О.1,2 – инженер, аспирант. Контакты: 115409, Москва, Каширское шоссе, 31. Тел.: +7 (916) 221-03-73; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Тихомиров Г. В.1 – заместитель директора, профессор, доктор физико-математических наук.
Аннотация
Данная работа представляет надежную систему безопасности, основанную на управляющих стержнях, в дополнение к непрерывному контролю реактивности системой подачи топлива в одножидкостном двухзонном ториевом жидкосолевом реакторе SD-TMSR (Single-fluid Double-zone Thorium-based Molten Salt Reactor). Реактивность в ториевом жидкосолевом реакторе SD-TMSR контролируется двумя системами контрольных сборок: (1) управляющие устройства безопасности (Control Safety Devices – CSD) и (2) разветвленные устройства безопасности (Diverse Safety Devices – DSD). В настоящей работе использовались управляющие стержни из природного B4C и B4C-90 (с 90 %-й массовой долей основного поглощающего изотопа 10B). Поскольку количество и распределение управляющих сборок в SD-TMSR ранее не изучались, в данной работе предложено уникальное распределение в качестве отправной точки для этого анализа. Представлено размещение тепловыделяющих сборок с управляющими стержнями в активной зоне ториевого жидкосолевого реактора SD-TMSR. Кроме того, избыточная реактивность, ценности управляющих стержней, а также запас по отключению были рассчитаны с использованием кода Serpent2, реализующего метод Монте-Карло. Результаты анализа показали, что предложенное размещение управляющих стержней позволит компенсировать избыточную реактивность при выгорании топлива и аварийном отключение реактора.
Ключевые слова
жидкосолевой реактор, SD-TMSR, безопасность, избыточная реактивность, ценности управляющих стержней, запас по отключению
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
1. Ashraf O., Rykhlevskii A., Tikhomirov G.V., Huff K.D. Whole core analysis of the single-fluid double-zone thorium molten salt reactor (SD-TMSR). Annals of Nuclear Energy, 2020, vol. 137, pp. 107115.
2. Zhuang K., Cao L. Numerical analysis on the dynamic behaviors of a graphite-moderated molten salt reactor based on MOREL2.0 code. Annals of Nuclear Energy, 2018, vol. 117, pp. 3–11.
3. Girardin G., Rimpault G., Coddington P., Chawla R. Control rod shadowing and anti-shadowing effects in a large gas-cooled fast reactor. Proc. of the Int. Congr. Adv. Nucl. Power Plants – ICAPP 2007, The Nucl. Renaiss. Work. 2007, vol. 3, pp. 1858–1865.
4. Pioro I.L. Handbook of Generation IV Nuclear Reactors. Sawston, Cambridge “Woodhead Publishing”, 2016. Pp. 152–180.
5. Ashraf O., Rykhlevskii A., Tikhomirov G.V., Huff K.D. Strategies for thorium fuel cycle transition in the SD-TMSR. Annals of Nuclear Energy, 2020, vol. 148, pp. 107656.
6. Rykhlevskii A., Bae J.W., Huff K.D. Modeling and simulation of online reprocessing in the thorium-fueled molten salt breeder reactor. Annals of Nuclear Energy, 2019, vol. 128, pp. 366–379.
7. Li G.C. et al. Optimization of Th-U fuel breeding based on a single-fluid double-zone thorium molten salt reactor. Progress of Nuclear Energy, 2018, vol. 108, pp.144–151.
8. Ashraf O., Smirnov A.D., Tikhomirov G.V. Nuclear fuel optimization for molten salt fast reactor. Journal of Physics: Conference Series, 2018, vol. 1133, pp. 012026.
9. Ashraf O., Smirnov A.D., Tikhomirov G.V. Modeling and criticality calculation of the Molten Salt Fast Reactor using Serpent code. Journal of Physics: Conference Series, 2019, vol. 1189, pp. 012007.
10. Ashraf O., Tikhomirov G.V. Preliminary study on the online reprocessing and refueling scheme for
SD-TMS reactor. Journal of Physics: Conference Series, 2019, vol. 1439, pp. 012005.
11. Ashraf O., Tikhomirov G.V. Thermal-and fast-spectrum molten salt reactors for minor actinides transmutation. Annals of Nuclear Energy, 2020, vol. 148, pp. 107751.
12. Leppanen J., Pusa M., Viitanen T., Valtavirta V., Kaltiaisenaho T. The Serpent Monte Carlo code: Status, development and applications in 2013. Annals of Nuclear Energy, 2015, vol. 82, pp.142–150.
УДК 621.039.56
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2021, выпуск 1, 1:5
