Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

Реактор с металлическим топливом и теплоносителем из расплава свинца-208

05.12.2019 2019 - №04 Физика и техника ядерных реакторов

Г.Л. Хорасанов А.И. Блохин

DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2019.4.04

УДК: 621.039.54(04)

Рассмотрена концепция быстрого свинцового реактора тепловой мощностью 25 МВт для различных целей: выжигания минорных актинидов, производства медицинских радиоизотопов, исследования радиационных повреждений материалов ядерной техники и т.д. Особенностью предлагаемого реактора является достаточно большая плотность потока нейтронов 2,6·1015 н/(см2·с) в центре активной зоны (АЗ), высокая средняя энергия нейтронов 0,95 МэВ в центре АЗ, а также высокая доля (40%) жестких нейтронов En > 0,8 МэВ. Предельно высокие расчетные параметры реактора достигаются благодаря малым размерам АЗ, D×H ≈ 0,50×0,42 м2, инновационному металлическому топливу из сплава Pu-Am-Np-Zr и теплоносителю из свинца 208Pb. В жестком спектре АЗ реактора достигается относительно высокая вероятность деления 241Am, порядка 50%, что позволяет выжечь до 4 кг 241Am в течение одной кампании реактора длительностью 1000 эффективных суток.

Ссылки

  1. Адамов Е.О., Ганев И.Х., Лопаткин А.В., Муратов В.Г., Орлов В.В. Степень приближения к радиационной эквивалентности высокоактивных отходов и природного урана в топливном цикле ядерной энергетики России. // Атомная энергия. – 1996. – Т. 81. – Вып. 6. – С. 403-409.
  2. Адамов Е.О., Ганев И.Х., Лопаткин А.В., Муратов В.Г., Орлов В.В. Трансмутационный топливный цикл в крупномасштабной ядерной энергетике России. – М.: ГУП НИКИ-ЭТ,1999. – 273 с.
  3. Shmelev A.N., Kulikov G.G., Apse V.A., Glebov V.B., Tsurikov D.F.. Morozov A.G. Radiowaste transmutation in nuclear reactors. // IAEA-TECHDOC-693. – IAEA, 1993. – PP. 77-86.
  4. Khorasanov G.L., Blokhin A.I. Neutron spectrum hardening in critical and subcritical reactors cooled with 208Pb. Proc. of the II-nd Int. Workshop «Technology and Components of Accelerator-driven Systems». – NEA/NSC/DOC (2015) 7, 2015. – PP. 65-69.
  5. Khorasanov G. and Blokhin A. Neutron spectrum hardening in critical and subcritical rectors cooled with lead-208. Proc. of the IV-th Conference «Heavy liquid metal coolants in nuclear technologies». –Obninsk: SSC RF-IPPE, 2014. – Vol. 2. – PP. 503-508.
  6. Хорасанов Г.Л., Блохин А.И. Ужестчение нейтронного спектра в критических и подкритических реакторах при обогащении свинцового теплоносителя свинцом-208. // Перспективные материалы (спец. выпуск). – М.: ООО «Интерконтакт Наука», 2013. – С. 444-448.
  7. Хорасанов Г.Л., Блохин А.И. Выжигание младших актинидов в жестких нейтронных спектрах // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2013. – № 3. – C. 96-103.
  8. Khorasanov G.L., Ed. Application of Stable Lead Isotope Pb-208 in Nuclear Power Engineering and Its Acquisition Techniques. – New-York: Nova Publishers, 2013. – 184 p.
  9. Khorasanov G. and Blokhin A. Concerning Am-241 Incineration in the Nuclear Power Installations // Transactions of the American Nuclear Society. – 2014. – Vol. 111. – No. 2. – PP. 1329-1330.
  10. Khorasanov G. Isotopic Tailored Lead Coolant with New Consuming Properties for Fast Reactors // Transactions of the American Nuclear Society. – 2015. – Vol. 112. – No. 1. – PP. 803-804.
  11. Khorasanov G., Zemskov E. and Blokhin A. Concerning advantages in using 208Pb as such a FR coolant. // Journal of Physics Conference Series 781(1): 012005 January 2017.
  12. Алексеев П.Н., Микитюк К.О., Васильев А.В., Фомиченко П.А., Щепетина Т.Л., Суббо( тин С.А. Оптимизация концептуальных решений для свинцово-висмутового реактора РБЕЦ-М // Атомная энергия. – 2004. – Т. 97. – Вып. 2. – С. 114-125.
  13. Ваганов И.В., Гаджиев Г.И., Косулин Н.С., Сюзев В.Н. Результаты испытаний и послерадиационных исследований ТВС УПЦ-1 с металлическим U-Pu-Zr-топливом. / Сб. докладов VI Российской конференции по реакторному материаловедению. – Димитровград: НИИ-АР. -2000. – Т. 2.
  14. Harp J., Capriotti L., Chichester H.J.M. Preliminary Postirradiation Examination Comparison between AFC-1 and FUTURIX-FTA. Proc. of the XIV-th Information Exchange Meeting on Actinide and Fission Products Partitioning and Transmutation (14IEMPT)]. – OECD NEA. – 2017.
  15. Хорасанов Г.Л., Блохин А.И. Некоторые макрохарактеристики активных зон быстрых реакторов средней мощности. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2012. – № 3. – С. 18-22.
  16. Самохин Д.С., Хорасанов Г.Л., Тормышев И.В., Земсков Е.А., Гостев А.Л., Терехова А.М., Кузьмичев С.А. Быстрый свинцовый реактор малой мощности для учебных целей // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2015. – № 3. – С.135-143.
  17. Хорасанов Г.Л., Самохин Д.С., Зевякин А.С., Земсков Е.А., Блохин А.И. Свинцовый реактор малой мощности с металлическим топливом. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2018. – № 1. – С. 33-40.
  18. Хорасанов Г.Л., Самохин Д.С., Зевякин А.С. Вероятность выжигания америция-241 в быстрых свинцовых реакторах. / Труды научно-практической конференции «Экологическая, промышленная и энергетическая безопасность-2017», Севастополь, 11-15 сентября 2017 г. – Севастополь: СевГУ, 2017. – С. 1467-1471.
  19. Хорасанов Г.Л., Самохин Д.С. Концепция малых реакторов серии БРУЦ / Сб. тезисов докладов II Международной конференции молодых ученых, специалистов, аспирантов, студентов «Инновационные ядерные реакторы малой и сверхмалой мощности», Обнинск, 15-17 мая 2017 г. – Обнинск: ИАТЭ НИЯУ МИФИ, 2017. – С. 19-21.
  20. Briesmeister J.F. MCNP – A General Monte Carlo N-Particle Transport Code, Version 4B, LA-12625-M. – Los Alamos National Laboratory, March 1997.
  21. Блохин Д.А., Митенкова Е.Ф., Блохин А.И. Подготовка полных библиотек ядерных данных в поточечном представлении на основе файлов оцененных данных ENDF/B-VII.0, JEFF-3.1.1, JENDL-4. / Препринт ИБРАЭ № IBRAE-2011-08, Москва, 2011, 58 с.
  22. Гулевич А.В., Земсков Е.А., Комлев О.Г., Пономарев Л.И. Ускорительно-бланкетная система как сжигатель Np, Am, Cm в различных сценариях замыкания ядерного топливного цикла. // Атомная энергия. – 2013 – Т. 115. – Вып. 3. – С. 123-132.
  23. Haas Didier, Garbil Roger, Hugon Michel. The European activity on ADS. The EURATOM Research Framework Programme. Proc. of the II-nd Int. Workshop «Technology and Components of Accelerator-driven Systems». – NEA/NSC/DOC (2015) 7, 2015. – PP. 25-39.
  24. Казанский Ю.А., Романов М.И. Трансмутация малых актинидов в спектре нейтронов реактора на тепловых нейтронах // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2014. – № 2. – С. 140-146.
  25. Казанский Ю.А., Иванов Н.В., Романов М.И. Результаты трансмутация малых актинидов в спектре нейтронов реакторов на тепловых и быстрых нейтронах // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2016. –№ 2. – С. 77-86.

реактор малой мощности плутоний-америций-нептуниевое топливо теплоноситель из свинца-208 выжигание минорных актинидов