EDN: PCUFLC
Авторы
Гаца П.В., Игнатьев В.В., Куприянов К.С.
Организация
Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», Москва, Россия
Гаца П.В. – младший научный сотрудник. Контакты: 123182, Москва, пл. Академика Курчатова, д. 1. Тел.: (915) 198-80-33; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript., Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Игнатьев В.В. – начальник отдела жидкосолевых ядерных реакторов, доктор технических наук.
Куприянов К.С. – лаборант-исследователь.
Аннотация
Ядерная энергетика обладает рядом преимуществ, включая экологическую чистоту, высокую мощность и др., однако у нее есть и проблемы, такие как утилизация отходов из облученного ядерного топлива. Жидкосолевой ядерный реактор (ЖСР) может помочь в решении этой проблемы, сокращая объем высокоактивных отходов. В Курчатовском институте предложен проект ЖСР-С для сжигания трансурановых элементов (минорных актинидов) с активной зоной циклонного типа. Теплогидравлические и нейтронно-физические процессы в ЖСР тесно связаны и совместно определяют работу реактора, поэтому моделирование необходимо проводить с учетом их взаимного влияния. В данной работе выполнен мультифизический анализ циклонного ЖСР-С. Результаты мультифизического расчета демонстрируют меньшие отклонения от средних параметров по сравнению с проведенным ранее теплогидравлическим расчетом: не более 4 % для подогрева топливной соли и не более 1,1 % для массового расхода через каждый выход из активной зоны. Рассчитаны корректирующие факторы для 6 групп запаздывающих нейтронов и общий корректирующий фактор (снижение βэф относительно реактора с неподвижным топливом). Результаты показали, что относительное снижение βэф составило 13 %, эффективная доля запаздывающих нейтронов равна 0,00265.
Ключевые слова
активная зона, жидкосолевой ядерный реактор, мультифизический расчет, нейтронно-физические характеристики, реакторный контур, теплогидравлические характеристики, топливная соль, фториды лития и бериллия, циклонное течение, циркулирующее топливо
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
- Игнатьев В.В. и др. Жидкосолевой реактор для замыкания ядерного топливного цикла по всем актинидам. Атомная энергия, 2018, т. 125, № 5, с. 251–255.
- Игнатьев В.В. и др. Анализ характеристик топливного контура жидкосолевого ядерного реактора с активной зоной полостного типа. Атомная энергия, 2019, т. 126, № 3, с. 137–143.
- Laureau A., Belle A., Allibert M., Heuer D., Merle E., Pautz A. Unmoderated molten salt reactors design optimization for power stability. Annals of Nuclear Energy, 2022, vol. 177, no. 8, p. 109265. DOI: 10.1016/j.anucene.2022.109265.
- Гаца П.В., Игнатьев В.В., Фейнберг О.С. Теплогидравлический анализ ЖСР-сжигателя трансурановых элементов. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика ядерных реакторов, 2023, № 5, c. 54–64.
- Фейнберг О.С. и др. Физические аспекты утилизации отходов обогащения регенерированного урана из отработавшего ядерного топлива реакторов типа ВВЭР-1000/1200 в жидкосолевом ядерном реакторе. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика ядерных реакторов, 2020, № 5, c. 66–71.
- Игнатьев В.В. и др. Экспериментальное исследование теллуровой коррозии никель-молибденовых сплавов в расплаве солей фторидов лития, бериллия и урана. Атомная энергия, 2016, т. 120, № 6, с. 326–330.
- Новиков В.М., Игнатьев В.В., Федулов В.И., Чередников В.Н. Жидкосолевые ЯЭУ: перспективы и проблемы. М.: Энергоатомиздат, 1990. 192 с.
- Гаца П.В., Игнатьев В.В., Фейнберг О.С. Теплогидравлические характеристики исследовательского жидкосолевого реактора с активной зоной полостного типа. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика ядерных реакторов, 2021, № 3, с. 43–52.
- Altahhan M.R., Bhaskar S., Ziyad D., Balestra P., Fiorina C., Hou J., Smith N., Avramova M. Preliminary design and analysis of Liquid Fuel Molten Salt Reactor using multi-physics code GeN-Foam. Nuclear Engineering and Design, 2020, vol. 369, p. 110826. DOI: 10.1016/j.nucengdes.2020.110826.
- Гаца П.В. Жидкосолевой ядерный реактор с активной зоной полостного типа: пат. 2787572 Российская Федерация № 2022116816; заявл. 22.06.2022; опубл. 11.01.2023, Бюл. №1, 9 с.
- Куприянов К.С., Колобовников И.П., Лучина К.А., Фейнберг О.С., Игнатьев В.В. Мультифизическое моделирование жидкосолевых реакторов. Материалы конференции «Теплофизика реакторов нового поколения (Теплофизика-2024)» (Обнинск, 16–19 апреля 2024 г.). Обнинск: АО «ГНЦ РФ – ФЭИ», 2024. C. 132.
- Программный комплекс ANSYS. Аттестационный паспорт программного средства № 327 от 18.04.2013.
- Куприянов К.С., Фейнберг О.С., Игнатьев В.В. Эффективная доля запаздывающих нейтронов в реакторе с циркулирующим жидкосолевым топливом. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика ядерных реакторов, 2022, № 2, c. 97–106.
УДК 621.039.4
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2024, № 3, c. 128–137
