Аналитические оценки параметров импульсов в модифицированной интегральной модели кинетики для импульсного реактора и подкритического блока

28.03.2016 2016 - №02 Физика и техника ядерных реакторов

А.В. Гулевич О.Ф. Кухарчук А.И. Брежнев

https://doi.org/10.26583/npe.2016.2.09

Обсуждается применение модифицированной интегральной модели нейтронной кинетики для расчета характеристик импульсов в связанной реакторной системе, состоящей из импульсного реактора и подкритического блока. Модель основана на использовании соответствующих ядер перехода интегрального уравнения для мощности реактора и функции Грина для подкритического блока.

Для замыкания математической модели в качестве обратной связи «реактивность - мощность» используются приближения «безынерциального» гашения реактивности и скачка на мгновенных нейтронах.

Получены аналитические соотношения, позволяющие с достаточной для инженерной практики точностью оценивать основные характеристики связанной системы, такие как энергия и максимальная мощность импульсов в реакторе и подкритическом блоке.

Выполненные расчеты показали пригодность аналитических зависимостей энергетических характеристик системы от коэффициента влияния блока на реактор, времени жизни нейтронов в реакторе и «временной» постоянной блока при фиксированном значении энергии импульса в реакторе. Для реактора полученное соотношение справедливо во всей области изменения параметров системы, а для подкритического блока оно пригодно только для системы с быстрым спектром нейтронов в реакторе и тепловым спектром нейтронов в блоке, когда реализуется так называемое приближение «дельтаобразного» импульса в реакторе. В случае, если такое приближение несправедливо, то используется «гауссово» приближение к форме реакторного импульса, для которого также получены уточненные аналитические формулы для оценки максимальной мощности импульса в блоке.

Полученные аналитические соотношения могут быть использованы для оптимизации параметров связанных реакторно-лазерных систем.

Ссылки

1. Гулевич А.В., Кухарчук О.Ф., Пашин Е.А., Полевой В.Б. Модифицированная модель нейтронной кинетики реакторно-лазерного устройства. Препринт ФЭИ-2264, – Обнинск, 1992. – 20 с.
2. Гулевич А.В., Дьяченко П.П., Зродников А.В., Кухарчук О.Ф. Связанные реакторные системы импульсного действия. – М.: Энергоатомиздат, 2003. – 360 с.
3. Белл Д., Глесстон С. Теория ядерных реакторов. – М.: Атомиздат, 1974. – 493 с.
4. Шабалин Е.П. Импульсные реакторы на быстрых нейтронах. – М.: Атомиздат, 1976. – 248 с.
5. Гулевич А.В., Кухарчук О.Ф. Аналитические оценки параметров нейтронных импульсов в лазерной системе с накачкой от импульсного реактора // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 1996. – №1. – С.37.
6. Ломидзе В.Л. Импульсные ядерные реакторы. – М.: Знание, 1982. –63 с.
7. Ракитин В.И. Руководство по методам вычислений и приложения MATHCAD. – М.: Физ-матлит, 2005. – 246 с.
8. Kolesov V.F. Aperiodicheskye impusnye reactory [Aperiodic pulsed reactors]. Vol. 1,2. Sarov. FGUP «RFNC-VNIIEF». – 2007. – 553 p. (in Russian).
9. Levakov B.G., Lukin A.V., Magda E.P. Impul’snye yadernye reaktory RFNC-VNIITF [Pulsed nuclear reactors of RFNC-VNIITF]. Snezhinsk. RFNC-VNIITF, – 2002. – 608 p. (in Russian).
10. Avery R. Theory of coupled reactors. 1958, Proc. of 2nd Int. Conf. on Peaceful Uses of Atomic Energy. Report No.1858.
11. Coupled Reactor Kinetics. Proc. of National Topical Meeting American Nuclear Society. Ed. C.Chezem, W.Kohler, Texas, 1967.
12. Komata M. On the Derivation of Avery’s Coupled Reactor Kinetics Equations // Nucl. Sci. and Eng. – 1968, – Vol. 38. – P. 193.
13. Stevenson M., Gage S. Application of a Coupled Fission Mode Approach to Modular Reactor Kinetics. // J. of Nucl. Ener. – 1970. – Vol. 24. – Iss. 1. – P. 1.
14. Thayer G., Miley G., Jones B. Experimental Studies of Large Amplitude Transients in Weakly Coupled Cores. // Trans. of Amer. Nucl. Soc. – 1972. – Vol. 15. – Iss. 2. – P. 925.
15. Thayer G., Miley G., Jones B. An Experimental Study of Two Coupled Reactors. // Nucl. Techn. – 1975. – Vol. 25. – No. 1. – Р. 56.
16. Difilippo F., Waldman R. The Kinetics of a Coupled Two-Core Nuclear reactor. // Nucl. Sci. Engng. – 1976. – Vol. 61. – No. 1. – P.60.
17. Кувшинов М.И., Чередник П.Ф., Игнатов И.И. Экспериментальное исследование связанных систем, содержащих импульсный реактор ИБР и подкритическую сборку. // ВАНТ. Сер.: Физика ядерных реакторов. – 1988. – № 2. – С. 3.
18. Takezawa H., Obara T., Gulevich A., Kukharchuk O. Criticality Analysis of Pulse Core and Laser Module Coupled Small Reactor with Low Enriched Uranium. // Progress in Nuclear Energy. – 2008. – Vol. 50. – Iss. 2-6. – P. 304.
19. Takezawa H., Obara T. New approach to space-dependent kinetic analysis by the integral kinetic model. // Nucl. Sci. Eng. – 2012. – Vol. 171. – P. 1.
20. Tuya D.; Obara T. Supercritical kinetic analysis in simplified system of fuel debris using integral kinetic model. // Annals of Nuclear Energy. – 2016. – Vol. 91. – P. 59.

нейтронная кинетика лазерная система с накачкой от ядерного реактора энергия и максимальная мощность импульса мощности

Ссылка для цитирования статьи: Гулевич А.В., Кухарчук О.Ф., Брежнев А.И. Аналитические оценки параметров импульсов в модифицированной интегральной модели кинетики для импульсного реактора и подкритического блока. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2016. – № 2. – С. 87-98. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2016.2.09 .