DOI: 10.55176/2414-1038-2021-4-63-71
Авторы
Трофимчук В.В., Насонов В.А., Песня Ю.Е., Глыва К.И.
Организация
Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», Москва, Россия
Трофимчук В.В. – инженер-исследователь. Контакты: 123182, Россия, Москва, пл. Академика Курчатова, д. 1. Тел.: (917) 574-13-08; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Насонов В.А. – заместитель начальника отдела.
Песня Ю.Е. – начальник лаборатории.
Глыва К.И. – младший научный сотрудник.
Аннотация
В работе рассмотрена возможность достижения требуемых нейтронно-физических параметров при облучении опытных твэлов, омываемых теплоносителем с СКД параметрами, в ИЯР ИР-8 с целью исследований поведения оболочек твэлов под воздействием реакторного излучения и теплоносителя с СКД параметрами в условиях, наиболее приближённых к реальной работе в составе ЯЭУ. Возможность проведения таких экспериментов на ИЯР ИР-8 позволит внести вклад в развитие новых ЯЭУ IV поколения, одним из направлений которых является реактор, охлаждаемый теплоносителем с закритическими параметрами. Данное направление является перспективным, так как применение технологии теплоносителя с СКД позволит увеличить КПД установки на 10–12 %. Облучательные эксперименты в ИЯР ИР-8 осуществляются с применением экспериментальных устройств ампульного типа. При разработке конструкции ампульного устройства с опытными твэлами требуется обеспечить необходимый теплоотвод от твэла к воде бассейна реактора, удержание давления СКД теплоносителя конструкцией ампульного устройства. Расчёты тепловыделения в опытных твэлах и накопления флюенса в оболочках проводились с помощью программы MCU-PTR с базой данных MDBPT-50, реализующей метод Монте-Карло. Проведена оценка тепловыделения в твэлах при облучении ампульного устройства в ячейках активной зоны и отражателя ИР-8. Представлены результаты расчётов тепловыделений в опытных твэлах и потоки быстрых нейтронов в оболочке при облучении в центральных каналах ТВС и специальных блоках из алюминия, нержавеющей стали, а также в воде. Проведена оценка вклада тепловыделения от гамма-разогрева элементов конструкции ампульного устройства, показавшая, что величина тепловыделения может быть сравнима с энерговыделением за счёт реакции деления топлива в опытном твэле, которую необходимо учитывать при расчётах температурных режимов облучения опытных твэлов. Полученные результаты показали принципиальную возможность достижения параметров СКД теплоносителя в ампульном устройстве на внешней поверхности оболочек опытных твэлов в ИЯР ИР‑8.
Ключевые слова
ИЯР, ИР-8, реактор, теплоноситель с СКД параметрами, облучательные эксперименты, опытные твэлы, ампульное устройство (АУ), обогащение топлива, тепловыделение, потоки нейтронов, гамма-излучение
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
- Gen IV International Forum (GIF). Annual report, 2020.
- Рязанцев Е.П., Насонов В.А., Егоренков П.М., Яковлев В.В., Яшин А.Ф., Кузнецов И.А., Рожнов В.Н. Экспериментальные возможности и перспективы использования реактора ИР-8 РНЦ «КИ» для фундаментальных и прикладных исследований. Препринт-ИАЭ-6411/4, 2006.
- Насонов В.А., Песня Ю.Е. Спектры нейтронов в экспериментальных каналах реактора ИР-8. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика ядерных реакторов, 2017, вып. 3, с. 65–70.
- Насонов В.А., Песня Ю.Е., Кругликов А.Е., Глыва К.И., Трофимчук В.В. Оптимизация перегрузки ТВС в реакторе ИР-8. Атомная энергия, 2019, т. 126, вып. 1, с. 7–11.
- Яковлев В.В., Ерак Д.Ю., Абрамов А.Н., Буслаев В.С., Кочкин В.Н., Михин О.В., Можаев А.А., Мурашов В.Н., Насонов В.А., Ничипоренко Ю.Б., Песня Ю.Е., Хмызов Н.В., Яшин А.Ф. Техника и методы испытаний конструкционных материалов на исследовательском реакторе ИР-8. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика ядерных реакторов, 2017, вып. 3, с. 58–64.
- Яковлев В.В., Ерак Д.Ю., Гончаров Л.А., Киселёв А.С., Кругликов А.Е., Михин О.В.,
Насонов В.А., Песня Ю.Е., Седов А.А., Хмызов Н.В., Чабак А.Ф., Яшин А.Ф. Техника и методика исследований в реакторе ИР-8 поведения опытных твэлов с разными топливными композициями. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика ядерных реакторов, 2017, вып. 3, с. 49–57.
- Арефинкина С.Е., Ерак Д.Ю., Михин О.В., Яковлев В.В., Седов А.А., Трофимчук В.В., Абрамов А.Н., Бабенко А.В. Обоснование возможности исследований на реакторе ИР-8 поведения опытных толерантных твэлов в условиях, максимально приближенных к натурным. Труды XXI Международной конференции молодых специалистов по ядерным энергетическим установкам, Подольск, 2019, c. 200–204.
- Махин В.М., Чуркин А.Н. Концептуальные предложения по водоохлаждаемому реактору со сверхкритическими параметрами (обзор зарубежных и российских разработок SCWR). Труды научно-технической конференции «Теплофизика реакторов нового поколения, Теплофизика-2018». Обнинск, 2018, с. 6–21. Доступно на: https://www.ippe.ru/images/publications/thesis/tf-2018-tezis.pdf (дата обращения 29.10.2021).
- Махин В.М., Васильченко И.Н., Вьялицын В.В., Кушманов С.А., Куракин К.Ю., Чуркин А.Н., Лапин А.В., Семиглазов С.В. Концепция активных зон ВВЭР СКД: условия эксплуатации твэлов, конструкция ТВС и кандидатные материалы. Труды VII Международной научно-технической конференции «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР». Подольск, 2011. Доступно на: http://www.gidropress.podolsk.ru/files/proceedings/mntk2011/documents/mntk2011-120.pdf (дата обращения 29.10.2021).
- Алексеев Н.И., Гомин Е.А., Марин С.В., Насонов В.А., Шкаровский Д.А., Юдкевич М.С. Программа MCU-PTR для прецизионных расчетов исследовательских реакторов бассейнового и бакового типов. Атомная энергия, 2010, т. 109, вып. 3, с. 123–129.
УДК 621.039.5
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2021, выпуск 4, 4:6
