Экспериментально-расчетное исследование поля энерговыделения и выгорания ТВС ИРТ МИФИ

• Автор: Хаддад Кхалед
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 83 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
FJIABA 1. ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ УРАНА-235 В НЕОБЛУЧЕННОМ ТОПЛИВЕ ИРТ МИФИ
1.1 Общее описание реактора ИРТ МИФИ
1.2 Описание конструкции ТВС и твэла
1.3 Расчет самопоглощение у-излучения в твэлах и ТВС
1.4 Метод измерений и Измерительная установка
1.5 Измерение распределения 235U по высоте ТВС и твэлов
1.6 Экспериментальное определение активной части твэла ТВС ИРТ-2М
1.7 Измерения относительного содержания 235U в разных твэлах
1.8 Измерения изотопного состава ТВС и твэлов

1.9 Учет неравномерности распределения U по высоте ТВС в расчете
1.10 Учет в расчетной модели содержания 234U в топливе
1.11 Результаты
1.12 Выводы
ГЛАВА. 2. ИССЛЕДОВАНИЕ НЕЙТРОННОГО ПОЛЯ АКТИВНОЙ ЗОНЫ ИРТ МИФИ АКТИВАЦИОННЫМИ ИНДИКАТОРАМИ
2.1 Индикаторы
2.2 Загрузка индикаторов в ТВС
2.3 Эксперименты
2.4 Результаты экспериментов
2.5 Сравнение результаты эксперимента с результатами расчета
2.6 Главные итоги исследования
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-РАСЧЕТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛЯ ЭНЕРГОВЫДЕЛЕНИЯ И ВЫГОРАНИЯ ТОПЛИВА ИРТ
3.1 Гамма- сканирование облученных ТВС
3.2 Измерительная установка
3.3 Процедуры измерения
3.4 История облучения
3.5 Обработка результатов измерений
3.6 Распределение энерговыработки по высоте ТВС
3.7 Распределение энерговыработки по активной зоне
3.8 Экспериментальное относительное выгорание ТВС
3.9 Сравнение показаний индикаторов с показаниями продуктов деления
3.10 Краткое описание программы расчета выгорания топлива ИРТ МИФИ.
3.11 Сравнение экспериментальных данных с расчетными данными

3.12 Выводы ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Одной из главных тенденций в развитии ядерной энергетики является повышение выгорания топлива, дающее большой экономический эффект за счет экономии ТВС[1-3]. Осуществление мер по увеличению выгорания необходимо контролировать специальными измерениями, подтверждающими соблюдение норм безопасности работы тепловыделяющей сборки (ТВС). Кроме того, данные о выгорании ТВС нужны для оценок остаточного содержания 235U (и 239Ри) в отработавших ТВС и соблюдения норм безопасности при тесном хранении выгруженных из реактора ТВС.
Выгорание ТВС определяется двумя взаимосвязанными терминами. Первый термин расчетный- глубина выгорания ТВС в процентах, т.е. процентное отношение разделившихся ядер на число делящихся ядер, первоначально присутствовавших в ТВС. Второй термин эксплутационный- энерговыработка ТВС, которая определяется путем распределения интегральной энерговыработки активной зоны по отдельным ТВС в соответствии с их энерговыделением. Первый термин является расчетным потому, что прямое измерение глубины выгорание практически невозможно. Второй является эксплутационным потому, что интегральная энерговыработка определяется по измеряемой тепловой мощности реактора. Энерговыработка пропорциональная количеству разделившихся ядер, поэтому глубина выгорания и энерговыработка являются взаимосвязанными терминами. В экспериментальных исследованиях выгорание определяется различными непрямыми методами. Для проведения контрольных измерений выгорания использовали: прямое гамма-сканирование, метод изотопных
корреляций, измерение нейтронной активности отработавших ТВС, масс-спектрометрические анализы образцов отработавшего топлива[4]. Наибольшее число этих исследований проводилось на энергетических реакторах. В Российской Федерации (РФ) методы контроля выгорания разработаны в РНЦ

решение учесть уточнение изотопного состава топлива в расчетной модели. Таким образом, при расчете макросечений для нейтронно-физического расчета реактора ИРТ исходный изотопный состав топлива всех сборок ИРТ-2М,-ЗМ задавался с учетом 1 -процентного содержания 234и.
Табл.
Результаты расчета К„ ячейки 8-трубной ТВС ИРТ-ЗМ с учетом и без учета
присутствия 233 V в топливе
Выгорание, МВт сут Кос Разница, %
1% без
0 1,7737 1,777 0,
125 1,7499 1,7531 0,
900 1,6948 1,6978 0,
1675 1,6269 1,6290 0,
2450 1,5375 1,5398 0,
3225 1,4167 1,4184 0,
1.11 Результаты

Исследование неравномерности распределения U по высоте ТВС (или твэл) показало, что:
- в диапазоне ±200 мм от середины ТВС ИРТ-ЗМ значения неравномерности распределения урана по граням отдельных твэлов в основном ниже 5% (10% для граней твэла ТВС ИРТ-2М) и не превышают 10% (20% для твэла ТВС ИРТ-2М);
- в диапазонах [-250,-200], [200,250] мм значения неравномерности
распределения урана по граням твэлов ТВС не превышают 15 % (30 % для граней твэла ТВС ИРТ-2М);