Publication: Обоснование перехода на эрбиевое топливо в реакторах типа ВВЭР-1000 на основе сравнительного анализа коэффициентов реактивности для гадолиниевого и эрбиевого выгорающих поглотителей
Дата
2024
Авторы
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Издатель
НИЯУ МИФИ
Аннотация
В работе приведены результаты нейтронно-физического обоснования замены выгорающего поглотителя гадолиния, размещаемого в небольшом числе твэлов (твэгов), на эрбий, размещаемый во всех твэлах ТВС. Для гадолиниевого поглотителя выбрана схема размещения твэгов, моделирующая их реальное расположение в ТВС с максимальной концентрацией гадолиния в твэгах (8 %). В выбранной схеме твэг, расположенный в центре, симметрично окружен двумя рядами твэлов, с общим их количеством 18 штук. При выборе весового содержания эрбия в твэлах принимается во внимание не только общий компенсируемый запас реактивности за кампанию, но и внутренне присущие свойства безопасности, такие, как плотностной и полный температурный коэффициенты реактивности по теплоносителю топливной загрузки, что позволяет уменьшить негативное влияние эрбия на выгорание выгружаемого топлива. К тому же однородное расположение эрбия в твэлах приводит к равномерному распределению энерговыделения по сравнению с гадолиниевым поглотителем. Сравнительный анализ нейтронно-физических характеристик реактора для рассматриваемых поглотителей ведется на элементарных ячейках и полиячейках с учетом упрощённых моделей выгорания при частичных перегрузках без перестановок ТВС. При условии применения трехкратной частичной перегрузки топлива в активной зоне образуются повторяющиеся структуры, состоящие из 3 ТВС с различными длительностями облучения. Полученные результаты наглядно демонстрируют что при
условии равной компенсации избыточной реактивности коэффициенты реактивности для эрбиевого поглотителя имеют более высокие значения чем для гадолиниевого варианта. С учетом этого фактора можно подобрать такое весовое содержание эрбия в твэлах, при котором потери в выгорании будут незначительны.
Описание
Ключевые слова
борный поглотитель , твэл , избыточная реактивность , коэффициент размножения , ВВЭР , полный температурный коэффициент реактивности , Serpent , плотностной коэффициент реактивности , эрбий , Гадолиний
Цитирование
Музафаров А.Р., Савандер В.И. Обоснование перехода на эрбиевое топливо в реакторах типа ВВЭР-1000 на основе сравнительного анализа коэффициентов реактивности для гадолиниевого и эрбиевого выгорающих поглотителей. Глобальная ядерная безопасность. 2024;14(3):62–72. https://doi.org/10.26583/gns-2024-03-06