Основні напрямки підвищення ресурсу та ефективності ПЕЛ ПС СУЗ для ядерних реакторів України
Проведено систематизацію та узагальнення нейтронно-фізичних характеристик відомих нейтронно-поглинальних матеріалів (B4C, Hf, Ag-In-Cd, Dy2O3·TiO2, Eu2O3), які використовувались або використовуються в конструкції ПС СУЗ водно-водяних реакторів. Наведено результати розрахунків фізичної ефективності п...
Збережено в:
| Дата: | 2024 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
State Scientific and Technical Center for Nuclear and Radiation Safety
2024
|
| Онлайн доступ: | https://nuclear-journal.com/index.php/journal/article/view/1132 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Nuclear and Radiation Safety |
Репозитарії
Nuclear and Radiation Safety| Резюме: | Проведено систематизацію та узагальнення нейтронно-фізичних характеристик відомих нейтронно-поглинальних матеріалів (B4C, Hf, Ag-In-Cd, Dy2O3·TiO2, Eu2O3), які використовувались або використовуються в конструкції ПС СУЗ водно-водяних реакторів. Наведено результати розрахунків фізичної ефективності поглинання нейтронів, зміни ізотопного складу, радіоактивності нейтронно-поглинальних матеріалів ПС СУЗ реакторів типу ВВЕР-1000 (B4C, Hf, Dy2O3·TiO2). Запропоновано способи підвищення ефективності поглинання нейтронів ПЕЛ ПС СУЗ, основні з яких, що є прийнятними для всіх розглянутих матеріалів ‒ це збільшення густини та діаметра нейтронно-поглинального матеріалу ПЕЛ.
Серед розглянутих матеріалів найбільш прийнятну ефективність поглинання нейтронів мають металевий гафній з діаметром поглинальної частини 8,2 мм (варіант використання гафнію у відкритому вигляді, без оболонки) та гафнат диспрозію в таблетковому варіанті наповнення ПЕЛ. Вихідна відносна ефективність поглинання нейтронів металевим гафнієм становить 88 %, а гафнатом диспрозію ‒ 84 %. Використання цих матеріалів у нижній частині ПЕЛ дозволить підвищити ефективність всього ПЕЛ навіть у разі збільшення нижньої частини з 300 мм до 500 мм.
Розглянуто можливість використовувати гафнат європію (стехіометрія Eu2HfO5) замість карбіду бору у верхній частині ПЕЛ (від 300 мм до 3500 мм). Показано, що гафнат європію у вигляді таблеток діаметром 6,85 мм та густиною 8,0 г/см3 матиме вихідну ефективність поглинання нейтронів 95,6 % від ефективності карбіду бору. Висока ефективність поглинання нейтронів дозволить використання в нижній частині менш ефективних (n,γ) поглиначів, як-от гафнат диспрозію чи гафнію з довжиною поглинального стовпа більше 300 мм, імовірно, без порушення нейтронно-фізичних критеріїв працездатності ПЕЛ (потребує додаткових розрахунків у складі конкретного паливного завантаження). |
|---|