ВЫГОРАНИЕ И ВОСПРОИЗВОДСТВО ТОПЛИВА

Изменение реактивности при выгорании топлива. Изменение нуклидного состава в нейтронном потоке описывается в основном


Нуклидный состав топлива получают из уравнений типа (1.2.13) с основными для каждого нуклида каналами реакций для актинидов (изотопов U, Pu, Am, Cm и др.). Решая эти уравнения, получаем нуклидный состав топлива для различных моментов времени и далее зависимость реактивности реактора в горячем отравленном состоянии от времени для различных схем перегрузок топлива при равных кампании топлива Ta и оперативном запасе реактивности (рис. 1.2.2).



Необходимость компенсации большой начальной реактивности для случая 1 привела к применению выгорающих поглотителей (ВП), превращающихся после захвата нейтрона в непоглощающие нуклиды: самоэкранирован-ных (СВП) и «гомогенных», т.е. работающих в том же потоке нейтронов, что и в топливе (ГВП) (рис. 1.2.3).



ВП снижают запас реактивности на выгорание примерно до нуля, но при этом требуют компенсации выбега реактивности в момент времени t*, что должно учитываться в балансе (1.2.1).

Примеры каналов наработки нуклидов. Основные реакции образования делящихся нуклидов из сырьевых приведены в уравнениях.

Некоторые каналы образования долгоживущих, высокоактивных и спонтанно делящихся нуклидов:

Наиболее перспективным является уран- плутониевый цикл, используемый в реакторах на быстрых нейтронах, в которых нуклиды 239Pu, 241Pu в быстром спектре обеспечивают наибольшее число нейтронов vag9и Va41а один нейтрон, поглощенный делящимся нук­лидом. Число Va 2 является мерой избыточ­ного воспроизводства и максимально для от­меченного случая. Размещение сырьевого 232Th в боковой зоне воспроизводства БР по­зволяет вовлечь Th в основной U-Pu цикл и получить избыточный  233для использова­ния в ТР, в спектре которых он является наи­лучшим по ядерным данным делящимся нук­лидом.

Особой задачей, решаемой в настоящее время, является сжигание (трансмутация) в БР таких высокоактивных и долгоживущих эле­ментов, как изотопы Np, Am, Cm. Трансмута­ция позволяет снизить активность окончатель­но захораниваемых высокоактивных отходов и облегчить экологические проблемы ядерной энергетики.


ПОДЕЛИСЬ!