Минимизация влияния пространственных эффектов на измерения реактивности в быстрых реакторах нового поколения

• Автор: Жуков, Александр Максимович
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Обнинск
• Количество страниц: 118 с. : ил.

Введение
Установка БФС. Обзор методик измерения реактивности в условиях влияния пространственных эффектов. Описание характеристик использованной электронной аппаратуры.
1.1 Описание критических стендов БФС, их возможности для моделирования перспективных быстрых реакторов

1.1.1 Вводные замечания.

1.1.2 Описание конструкции критического стенда БФС1 .

1.1.2 Описание критического стенда БФС2.

1.2 Характеристики используемой в экспериментах электронной аппаратуры.

1.3. Обзор методик измерения реактивности в условиях влияния пространственных эффектов.
1.3.1 Обзор методик учета влияния пространственных эффектов при измерении реактивности методом ОРУ К.

1.3.2 Другие методы измерения реактивности.

1.3.3 Краткое описание расчетных комплексов, используемых для вычисления поправок

1.4 Требования к диапазону измерений реактивности для перспективных быстрых реакторов. .
1.5 Выводы.
Выбор групповых параметров запаздывающих нейтронов для перспективных быстрых реакторов.
2.1 Вводные замечания
2.2 Описание критической сборки БФСА бенчмарка для тсстировки нейтронных данных и методик измерения реактивности модели быстрого реактора, охлаждаемого паром.
2.2.1 Описание ядерных и конструкционных материалов, использовавшихся в критических сборках и в штатных органах СУЗ.
2.2.2 Картограммы загрузок критических сборок
2.2.3 Некоторые эксплуатационные характеристики критической сборки.
2.3 Методика проведения эксперимента.
2.4 Групповые параметры запаздывающих нейтронов для сборки БФС А
2.5 Результаты обработки экспериментов
2.5.1 Учет количества делящихся изотопов.
2.5.2 Обработка экспериментов по измерению реактивности при использовании различных версий параметров запаздывающих нейтронов
2.5.3 Критерий выбора групповых параметров запаздывающих нейтронов.
2.6 Выводы
Учет пространственных эффектов и границы применимости методик при измерении эффективности поглотителей на критических сборках БФСА, БФС, БФС2.
3.1 Вводные замечания.
3.2 Алгоритмы обработки в приближении точечной кинетики вычисление реактивности и эффективного источника в режиме i.
3.3 Расположение детекторов при проведении измерений реактивности.
3.4 Алгоритм обработки экспериментальных данных, учитывающий влияние пространственных эффектов поиск трех параметров реактивность, эффективный источник, отношения эффективности детекторов.
3.5 Алгоритм поиска трех параметров в режиме i. Приборная реализация
3.6 Алгоритм обработки с введением расчетных поправок бенчмарксборка БФС.
3.6.1 Описание критической сборки БФС
3.6.2 Порядок проведения эксперимента
3.6.3 Расчетное сопровождение эксперимента.
3.6.4 Обработка результатов экспериментов
3.7 Взаимная нормировка показаний различных детекторов в течение эксперимента важнейший критерий для выбора алгоритма обработки.
3.8 Замечания о границах применимости рассмотренных методик.
3.9 Выводы
Измерения больших отрицательных реактивностей методом ОРУК.
4.1. Вводные замечания
4.2 Результаты расчетов изменений эффективности детекторов при измерении больших отрицательных реактивностей.
4.3 Методика поиска корректирующей поправки к рассчитанной эффективности детектора линейным методом наименьших квадратов
4.4 Реализация замены топливных стержней в зоне сборки БФСА на борные кластеры.
4.5 Структурная схема модернизированного реактиметра
4.7 Выводы.
Влияние пространственных эффектов при введении положительной реактивности.
5.1 Описание критической сборки БФСБ
5.1.1 Описание ядерных и конструкционных материалов.
5.1.2 Описание картограммы загрузки критической сборки
5.2 Описание критической сборки БФС
5.3 Измерения при введении положительных реактивностей в диапазоне до центов многодетекторной системой на сборке БФСБ.
5.4 Влияние пространственных эффектов на кинетические характеристики значение мгновенного периода реактора, величина мощности реактора по различным детекторам.
5.5 Описание экспериментов и результатов на критической сборке БФС
5.6 Возможные варианты минимизации влияния пространственных эффекгов на формирование сигналов аварийной защиты.
5.7 Выводы.
Заключение и выводы
Список литературы


Выбор версий групповых параметров запаздывающих нейтронов из различных национальных библиотек на основе анализа экспериментальных данных, оптимальным образом описывающих переходные процессы при изменении реактивности в быстрых реакторах со смешанным топливом на основе Ри, а также количество основных делящихся изотопов, которые необходимо принимать во внимание при анализе переходных процессов. Методика определения реактивности в условии влияния пространственных эффектов, работающей в режиме i, а также границы ее применимости и оценка соответствующих погрешностей. Формулирование основных принципов создания реактиметра, необходимого для измерения реактивности в реакторе со значительными пространственными эффектами. Для реакторов, имеющих уплощенную форму активной зоны отношение диаметра к высоте активной зоны больше трех создание модели, позволяющей оценить влияние пространственных эффектов при вводе положительной реактивности на задержку времен достижения аварийных уставок по периоду и мощности для различно расположенных детекторов, и выработка рекомендаций по минимизации влияния пространственных эффектов. Планирование экспериментов на серии критических сборок БФС, получение основного массива экспериментальных данных, его последующая обработка, анализ полученных результатов, использование расчетных данных как ИБРАЭ, так и ГНЦ РФФЭИ проводилась при непосредственном личном участии автора, так же как и оформление полученных результатов, подготовка публикаций, непосредственное участие в конференциях. Основные результаты работы опубликованы на международной конференции и принятом совместном докладе с струдниками ИБРАЭ на , в журнале Ядерная физики и инжиниринг, в трех докладах на международной конференции, посвященной тилетию БФС, докладе на конференции Нейтроника, в находящейся в печати статье в журнале Известия ВУЗОВ. Атомная Энергетика, пяти докладах на молодежных конференциях МИФИ,ОАО СХК,ОАО ГХК и др. Объем и структура работы диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, библиографии. Работа изложена на 8 страницах, содержит рисунков, таблиц и список цитируемой литературы из наименований. Установка БФС. Обзор методик измерения реактивности в условиях влияния пространственных эффектов. Описание характеристик использованной электронной аппаратуры. Описание критических стендов БФС, их возможности для моделирования перспективных быстрых реакторов. Экспериментальная программа исследований была выполнена на установке БФС, включающей 2 критических стенда БФС1 и БФС2. Эти критические стенды позволяют проводить детальное моделирование активных зон, отражателей, реакторной защиты, разрабатываемых быстрых реакторов различных типов, а также создавать сборкибенчмарки как для верификации кодов и нейтронных данных, так и для отработки методик измерений. На этих критических стендах за прошедшие годы была выполнена большая программа по обоснованию, созданных в СССР быстрых реакторов БОР, ИБР, БН0, БН0, по разрабатываемым в РФ быстрым реакторам типа БН, БРЕСТ, СВБР, по разрабатываемым быстрым реакторам в других странах , 1, по различным вариантам утилизации эксоружейного плутония, по безопасности установок ядерного топливного цикла. На стендах БФС неоднократно проводились международные эксперименты по взаимной калибровке методик измерений нейтроннофизических характеристик активных зон. Однако следует отметить, что подавляющее большинство собранных сборок были либо с урановым топливом, либо с частичной загрузкой плутониевым топливом. Разрабатываемые в настоящее время реакторы ориентированы на использование смешанного топлива оксид, нитрид или металл. Переход быстрых реакторов на новые виды топлива позволит решить следующие задачи 1 замыкание топливного цикла, 2 выжигание младших актинидов, 3 достичь КВ активной зоны 1, что позволит использовать более легкие системы органов СУЗ. Топливные стержни ТС активной зоны и стержни бокового экрана СБЭ размещаются в баке, который представляет собой стальной цилиндр с внутренним диаметром мм, высотой мм и толщиной мм.