Авторы
Головин Н.П., Мороко В.И., Лопаткин А.В.
Организация
АО «Ордена Ленина Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники имени Н.А. Доллежаля», Москва, Россия
Головин Н.П. – инженер. Контакты: 107140, Москва, ул. Малая Красносельская, 2/8. Тел.: +7 (923) 440-10-97; e-mail:
Мороко В.И. – ведущий инженер.
Лопаткин А.В. – заместитель генерального директора по НИОКР, доктор технических наук.
Аннотация
В статье представлены основные результаты исследования трансмутации минорных актинидов в водо-водяном реакторе ВВЭР-1200 и быстром реакторе большой мощности со свинцовым теплоносителем.
В результате моделирования стартовой и равновесной кампании проведен анализ влияния минорных актинидов на нейтронно-физические характеристики реакторов ВВЭР и быстрого реактора со свинцовым теплоносителем. Получено, что добавление МА в ТВС реактора ВВЭР-1200 снижает начальный запас реактивности для стартовой кампании. Для повышения начального запаса реактивности и увеличения массы загружаемых МА предложена ТВС без твэлов с выгорающим поглотителем. Моделирование равновесной кампании ВВЭР-1200 показало, что рециклирование топлива более одного цикла, ведет к дополнительному накоплению МА. Исследование возможности трансмутации в реакторе типа БР показало, что оптимальная массовая доля МА в топливе находится в пределах 3–5 %. Наиболее эффективной зоной для реализации трансмутации в реакторе при принятой схеме перегрузок является центральная часть активной зоны. В работе представлены наиболее важные функционалы и параметры рассматриваемых установок: коэффициент размножения нейтронов, коэффициент воспроизводства, эффективная доля запаздывающих нейтронов, остаточное энерговыделение, топливная кампания.
По результатам оценки эффективности гомогенной трансмутации минорных актинидов в ВВЭР-1200 проведено сравнение с реактором типа БР большой мощности со свинцовым теплоносителем. Показано, что в реакторе типа БР более эффективно утилизируются минорные актиниды.
Ключевые слова
радиоактивные отходы, утилизация, трансмутация минорных актинидов, реактор на быстрых нейтронах, свинцовый теплоноситель, водо-водяной реактор, америций, нептуний, реактивность, изменение реактивности, стартовая кампания, равновесная кампания
УДК 621.039
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2023, № 1, c. 5–14