Научная группа: Лаборатория инновационных ядерных реакторов и ядерных топливных циклов (Кафедра №5 ИЯФиТ)
Загружается...
Участники
Funders
ID
Публикации
Публикация
Открытый доступ
Possibility for large-scale production of 238Pu for radioisotope thermoelectrical generators in a supercritical light-water reactor*
(НИЯУ МИФИ, 2024) Shmelev, A. N.; Apse, V. A.; Glebov, V. B.; Kulikov, G. G.; Kulikov, E. G.; Kruglikov, A. E,; Глебов, Василий Борисович; Апсэ, Владимир Александрович; Куликов, Евгений Геннадьевич; Куликов, Геннадий Генрихович
The paper analyzes the possibility for large-scale production of highly pure plutonium suitable for use in radioisotope thermoelectrical generators in a VVER-SKD light-water power reactor with supercritical coolant parameters. Neptunium dioxide (NpO2) was used as the starting material. Neptunium can be extracted from minor actinides, i.e. from the main components of radioactive transuranium waste. Large-scale production of useful high-purity plutonium via neutron irradiation of useless radioactive waste can be estimated as one of the possible ways to convert harmful waste to a harmless form. The assembly with the starting material was placed in the central part of the reactor core with the maximum neutron flux to increase the plutonium accumulation. Numerical studies were based on a multi-physical approach with coupled analyses of neutronic and thermal-hydraulic processes in the downward and upward reactor
zones. The results obtained in numerical studies have demonstrated that large quantities of high-purity plutonium with a low content of 236Pu and a high content of 238Pu could be accumulated in the central NpO2 assembly if the following conditions are satisfied. Firstly, it is desirable that the lattice of NpO2 -containing rods would be sufficiently wide with
a high volume fraction of light-water coolant. Secondly, the central NpO2 assembly needs to be surrounded by protective assemblies to form a barrier against high-energy fission neutrons which are capable to intensify the threshold 237Np(n,2n)236Pu reaction. The protective function can be performed by the assemblies containing rods with natural lead or radiogenic lead. The paper estimates the production scales of high-purity plutonium in the central assembly with a wide lattice of NpO2 -containing rods and surrounded by a layer of protective Pb-containing assemblies.
Публикация
Открытый доступ
Нейтронно-физические основы масштабной наработки 238Pu для автономных источников энергии
(2023) Шмелев, А. Н.; Апсэ, Владимир Александрович; Куликов, Евгений Геннадьевич; Куликов, Геннадий Генрихович; Глебов, Василий Борисович
Рассмотрены нейтронно-физические основы масштабной наработки изотопа 238Pu для автономных источников энергии. Изотоп 238Pu является уникальным источником длительного автономного энергоснабжения в различных устройствах для удаленных районов Земли и в космосе. Имеющиеся в настоящее время в России и мире мощности по его наработке недостаточны. В работе рассматриваются цепочки наработки изотопа 238Pu и устанавливаются оптимальные спектр и поток нейтронов для его наработки.
Делается вывод, что наиболее привлекательным стартовым изотопом является 237Np, который может быть извлечен из облученного ядерного топлива. Предлагаемый метод позволяет говорить о масштабной наработке плутония, отличающегося высоким содержанием изотопа 238Pu и низким содержанием изотопа 236Pu.
Публикация
Открытый доступ
Application of Np–Am Mixture in Production of 238Pu in a VVER-1000 Reactor and the Reactivity Effect Caused by Loss-of-Coolant Accident in the Central Np–Am Fuel Assembly
(2023) Shmelev,A.N.; Geraskin,N.I.; Apse,V.A.; Glebov,V.B.; Kulikov,E.G.; Krasnoborodko,A.A.; Гераскин, Николай Иванович; Апсэ, Владимир Александрович; Глебов, Василий Борисович; Куликов, Евгений Геннадьевич; Краснобородько, Андрей Альбертович
Публикация
Открытый доступ
Possibility assessment for production of non-traditional nuclear fuel in thorium blanket of hybrid thermonuclear reactor
(2020) Kulikov, G. G.; Shmelev, A. N.; Kruglikov, A. E.; Apse, V. A.; Kulikov, E. G.; Куликов, Геннадий Генрихович; Кругликов, Антон Евгеньевич; Апсэ, Владимир Александрович; Куликов, Евгений Геннадьевич
© Published under licence by IOP Publishing Ltd.The paper aims at studying specific peculiarities in isotope composition of thorium blanket under irradiation by fusion neutron source (FNS) in hybrid thermonuclear reactor (HTR). High-energy (14 MeV) component of neutron spectrum in thorium HTR blanket results in production of non-traditional fissile mixture including not only233U, but also231Pa232U and 234U. Extraction of such non-traditional fuel from spent Th-blanket and its utilization in traditional nuclear power reactors could increase fuel burn-up and strengthen regime of nuclear non-proliferation. The detailed investigations of these positive effects require high-precision neutron-physical analyses of thorium HTR blanket. The results obtained in these investigations are presented in the paper. The following results were obtained: the chosen model of HTR allowed us to form high-energy neutron spectrum in Th-blanket with significant fraction of 14 MeV neutrons; it was evaluated that threshold (n,2n) and (n,3n)-reactions are able to produce significant amounts of non-traditional target isotopes231Pa and232U; it was shown that accumulation of non-traditional target isotopes weakened substantially in depth of Th-blanket. So, it seems reasonable to seek for optimal thickness of Th-blanket and, thus, to find optimal loading of natural thorium.
Публикация
Открытый доступ
On a significant slowing-down of the kinetics of fast transient processes in a fast reactor
(2020) Kulikov, G. G.; Shmelev, A. N.; Apse, V. A.; Kulikov, E. G.; Апсэ, Владимир Александрович; Куликов, Евгений Геннадьевич
Организационные подразделения
Организационная единица
Институт ядерной физики и технологий
Цель ИЯФиТ и стратегия развития - создание и развитие научно-образовательного центра мирового уровня в области ядерной физики и технологий, радиационного материаловедения, физики элементарных частиц, астрофизики и космофизики.
Описание
Направления исследований:
- Инновационные ядерные реакторы
Обоснование проектов инновационных ядерных реакторов, включая фундаментальные подходы повышения безопасности и оценку потенциала для крупномасштабной наработки плутония-238
- Замкнутый ядерный топливный цикл
Обоснование инновационного ядерного топливного цикла системы тепловых и быстрых реакторов с самообеспечением делящимися материалами
- Повышение выгорания топлива
Достижение сверхглубокого выгорания топлива за счет вовлечения протактиния и нептуния в ядерный топливный цикл
- Защищенность ядерных материалов от распространения
Разработка математических моделей для количественной оценки защищенности ядерных материалов от распространения