بررسی اثر توزیع محوری غنای میله‌های سوخت بر پارامترهای نوترونی قلب رآکتورهای هسته‌ای قدرت

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی هسته‌ای، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، صندوق پستی: 498-31485، تهران- ایران

چکیده

بهینه­سازی میزان مصرف سوخت مسئله مهمی در مدیریت و فناوری سوخت هسته­ای قلب رآکتور است. توزیع غنای میله­های سوخت در راستای شعاعی قلب یک روش شناخته شده است ولی در راستای محوری مقدار غنا ثابت است. در این مقاله اثرات تغییر غنای سوخت در راستای محوری را بر پارامترهای نوترونی قلب بررسی می­کنیم. در این بررسی، قلب راکتور را در راستای محوری به 10 قسمت تقسیم می­کنیم که هر یک دارای غنای متفاوت است. در حالی که غنای سوخت در راستای شعاعی بدون تغییر باقی می­ماند. نتایج محاسبات نشان می­دهد که ضرایب قدرت در راستای شعاعی و محوری نسبت به حالت معمولی کاهش میابد. بجزاین، طول عمر قلب 30 روز افزایش میابد. علاوه براین، چگالی اسید بوریک در ابتدای سیکل قلب g/kg 0.2 می­گردد (که کم­تر از رآکتور معمولی است). توزیع شار نوترون در راستای شعاعی با توزیع غنای محوری در ابتدای سیکل قلب نسبتاً یکنواخت است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study of Fuel Rods Axial Enrichment Distribution Effect on the Neutronic Parameters of the Reactor Core

نویسندگان [English]

  • A Pazirandeh
  • S.H Nasiri
چکیده [English]

Optimization of the fuel burn up is an important issue in nuclear reactor fuel management and technology. Radial enrichment distribution in the reactor core is a conventional method and axial enrichment is constant along the fuel rod. In this article, the effects of axial enrichment distribution variation on neutronic parameters of PWR core are studied. The axial length of the core is divided into ten sections, considering axial enrichment variation and leaving the existing radial enrichment distribution intact. This study shows that the radial and axial power peaking factors are decreased as compared with the typical conventional core. In addition, the first core lifetime lasts 30 days longer than normal PWR core. Moreover, at the same time boric acid density is 0.2 g/kg at the beginning of the cycle. The flux shape is also flat at the beginning of the cycle for the proposed configuration of the axially enrichment distribution.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nuclear Fuel Enrichment
  • Fuel Management
  • Power Peaking Factor
  • Axial Enrichment
Christopher M. Regan, “US Nuclear Regulatory Commission, Certificate of compliance for radio-active material package No. 9297 and 2nd Revision,” Issued to Westinghouse Electric Company, Dec.27 (2006).

 

  • C.J. Taubman, “The WIMS 69-group library tape 166259,” AEEW-M1324 (1975).

     

    T.B. Fowler, D.R. Vondy, G.W. Cunningham, “Nuclear Reactor Core Analysis Code: Citation-Ldi2 ORNL,” Rev. 2 (July 1971).

     

    S.M. Bowman, I.C. Gauld, J.C. Wagner, “Recommendations on fuel parameters for standard technical specifications for spent fuel storage casks,” NUREG/C-6716 ORNL/Tm-2000/385 (Mar 2000).

     

    J.C. Wagner, C.V. Parks, “Impact of burnable poison rods on PWR burnup credit criticality safety analyses,” Trans. Am. Nucl. Soc. 83, 130-134, (Nov 2000).

     

    J.C. Wagner, “Criticality analysis of assembly misload in a PWR burnup Credit Cask,” NUREG/CR-6955, ORNL Tan (2008).