Исследование комбинированных вариантов размещения выгорающих поглотителей Er и Gd в тепловыделяющих сборках реакторов ВВЭР для оптимизации процесса выгорания

Аннотация

В водо-водяном реакторе типа ВВЭР избыточную реактивность могут компенсировать материалы с высоким поглощением нейтронов. В статье проведен теоретический и расчетный анализ использования выгорающих поглотителей, размещенных в твэле, для снижения запаса реактивности и увеличения времени перегрузки реакторов типа ВВЭР. Для исследования снижения запаса реактивности расчет выгорания топлива проводился без выгорающего поглотителя и с комбинацией различных выгорающих поглотителей, а именно природного гадолиния (Gd) и эрбия (Er), с использованием упрощенной программы GETERA. В результате расчета установлено, что изменение количества выгорающего поглотителя
(Gd, Er) внутри ТВС определяет запас реактивности по выгоранию топлива и повышает эффективность уранового топлива (UO2). Совместное использование Gd и Er приводит к более плавному снижению реактивности реактора за счет меньшего сечения поглощения Er, что позволяет снизить общую массу Gd в твэле и уменьшить эффект блокировки. При расчете использовались концентрации Gd в пределах 1,5% и 3%, а концентрации Er использовались в диапазоне 0,1–0,6%.