аспирант
Postgraduate student
кандидат технических наук, доцент
Cand. Sci. (Engin.), Associate Professor
кандидат технических наук, доцент
Cand. Sci. (Engin.), Associate Professor
В данной работе рассматривается проблема положительного пустотного эффекта реактивности для реакторов, работающих в быстром спектре нейтронов, в частности для реактора ВВЭР-СКД. Актуальность исследования обусловлена необходимостью обеспечения безопасности данных реакторов в условиях запроектных аварий. Исследование фокусируется на применении реактора МТИР-СКД как экспериментальной платформы для анализа пустотного эффекта реактивности. Показано, что изменение состава топлива и отражателей позволяет получать пустотный эффект реактивности различного знака. На первом этапе работы с реактором предполагается реализация отрицательного пустотного эффекта реактивности для гарантии безопасности, в дальнейшем возможно его изменение на положительный. В первой части работы проведены расчеты балансов нейтронов, выявляющие механизмы формирования пустотного эффекта реактивности. Результаты показывают, что стальной отражатель и изотоп плутония-240 существенно влияют на положительный пустотный эффект реактивности. Также обсуждаются варианты достижения отрицательного и нулевого пустотного эффекта реактивности, а также достижения положительного эффекта с использованием высокофонового плутония, что исключает риск неуправляемого разгона реактора. Полученные результаты могут послужить основой для обоснования безопасной эксплуатации реактора ВВЭР-СКД с положительным пустотным эффектом реактивности. Данная работа имеет как научное, так и практическое значение для разработки и проектирования безопасных ядерных реакторов нового поколения, обеспечивающих надежное управление реактивностью в различных эксплуатационных условиях.
This scientific article discusses the problem of the positive void reactivity effect for reactors operating in the fast neutron spectrum, in particular for the VVER-SKD reactor. The relevance of the study is due to the need to ensure the safety of these reactors in the conditions of out-of-design accidents. The research focuses on the MTIR-SKD reactor application as an experimental platform for peer analysis. It is shown that changing the composition of the fuel and reflectors makes it possible to obtain a void reactivity effect of a different sign. It is assumed that a negative void reactivity effect will be implemented to ensure safety at the first stage of work with the reactor, and later it may be changed to a positive one. In the first part of the work calculations of neutron balances are carried out, revealing the mechanisms of the void reactivity effect formation. The results show that the steel reflector and the plutonium-240 isotope significantly affect the positive void reactivity effect. Options to achieve negative and zero void reactivity effect also being discussed as well as achieving a positive effect using high-carbon plutonium which eliminates the risk of uncontrolled reactor overclocking. The results obtained can serve as a basis for justifying the safe operation of the VVER-SKD reactor with a positive void reactivity effect. This work has both scientific and practical significance for the development and design of safe new generation nuclear reactors that provide reliable reactivity control in various operating conditions.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.