Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

Расчетные исследования выгорания и накопления актиноидов в топливе инновационного реактора с регулируемым спектром нейтронов

05.06.2024 2024 - №02 Моделирование процессов в объектах ядерной энергетики

Г.О. Егоров Ю.В. Левченко Г.Н. Мантуров Ю.В. Матвеев

DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2024.2.14

УДК: 621.039.51.17; 621.039.5

Представлены результаты расчетов накопления и трансмутации актиноидов в процессе работы теплового реактора c уран-плутониевым МОКС-топливом. Целью является исследование неопределенности при расчетах выгорания топлива и накопления минорных актиноидов с использованием различных программных комплексов, базирующихся на единой базе ядерных констант. Исследования выполнены на примере расчетов выгорания тестовой модели тепловыделяющего элемента инновационного реактора с регулируемым спектром нейтронов с МОКС-топливом. Расчеты выполнены с использованием программных комплексов MCNP5 и WIMS-D5.Полученные результаты с помощью MCNP5 и WIMS-D5 проанализированы и сопоставлены между собой. В расчетах использованы библиотеки ядерных данных на основе ENDF/B-VII.1 и РОСФОНД-2020.2. Для программы MCNP5 файлы данных были переработаны в формат АСЕ, а для WIMS-D5 представлены в различных энергетических разбивках в 69-ти и 172-х группах. Расчеты выгорания топлива и накопления минорных актиноидов с использованием программы MCNP5 проведены в комплексе c модулями расчета изотопной кинетики ORIGEN2 и CINDER90. При этом использовались различные библиотеки ядерных данных на основе ENDF/B-VII.1 и РОСФОНД-2020.2. Проведенные расчеты по MCNP5 c модулями ORIGEN2 и CINDER90 показали их согласованность. Для программы WIMS-D5 в сравнении с расчетами по MCNP5 показано, что более надежными являются результаты, полученные в 172-х группах.

Ссылки

  1. Андрианов А.А., Андрианова О.Н., Ву Д.В., Коровин Ю.А., Купцов И.С., Спиридонова А.А. Особенности тестирования ядерных данных применительно к задачам трансмутации минорных актинидов. // Известия высших учебных заведений. Физика. – 2024. – T. 66. – No 7. – C. 13–24. DOI: 10.17223/00213411/66/7/2.
  2. Чертовских О.И., Белов А.А., Андрианова О.Н. Оценка неопределенности и анализ чувствительности в задачах моделирования нуклидной кинетики с использованием модуля SUN программы BPSD. // Атомная энергия. – 2022. – Т. 133. – Вып. 5 – 6. – С. 325 – 331. Электронный ресурс: https:// elibrary.ru/contents.asp?id=54109371 (дата доступа 10.03.2024).
  3. Davide C., Guglielmo L., Guido M. Comparison Among Monte Carlo Based Burnup Codes Applied to the GFR Demonstrator ALLEGRO. // Global Journal of Energy Technology Research Updates. – 2018.– No 5. – С. 1 – 10. DOI: http://dx.doi.org/10.15377/2409-5818.2018.05.1 .
  4. Teplov P., Chibiniaev A., Bobrov E., Alekseev P. The Main Characteristics of the Evolution Project VVER-S with Spectrum Shift Regulation. Proc. of Intern. Conf. PHYSOR-2014, Kyoto, Japan, Sept. 28 – Oct. 3. 2014. Электронный ресурс: https://inis.iaea.org/search/search.aspx?orig_q=RN:47042783 (дата доступа 10.04.2024).
  5. X-5 Monte Carlo Team, «MCNP – A General Monte Carlo N Particle Transport Code, Version 5», LA-UR-03-1987, 2003. Электронный ресурс: https://www.oecd-nea.org/tools/abstract/detail/nea-1507/ Режим доступа: лицензия на имя соавтора (дата доступа 10.04.2024).
  6. RSICC Computer Code Collection, «WIMS-D5 A Neutronics Code for Standard Lattice Physics Analysis», ORNL, NEA-1507/04 (Nov. 1997). Электронный ресурс: https://rsicc.ornl.gov/codes/dlc/dlc2/ dlc-231.html. Режим доступа: программа в свободном доступе (дата доступа 10.04.2024)
  7. Aldama D.L. Documentation for WIMSD-formatted libraries based on ENDF/B-VII.1 evaluated nuclear data files with extended actinide burn-up chains and cross section data up to 2000 K for fuel materials, INDC(NDS)-0674, IAEA, Vienna, 2014. Электронный ресурс: http://www-nds.iaea.org/publications (дата доступа 10.04.2024).
  8. Мантуров Г.Н., Николаев М.Н., Кощеев В.Н. Ядерные данные для расчетов быстрых реакторов – библиотека файлов РОСФОНД и система констант БНАБ-РФ // ВАНТ: Серия: Ядерно-реакторные константы. – 2021. – Вып. 2. – С. 5 – 24. DOI: 10.55176/2414-1038-2021-2-5-24
  9. Poston D.L., Trellue H.R. User’s Manual, Version 2.0 for MONTEBURNS Version 1.0, LA-UR-99-4999 (Sept. 1999). Электронный ресурс: https://rsicc.ornl.gov/codes/psr/psr4/psr-455.html (дата доступа 10.04.2024). Режим доступа: лицензия на дисковом носителе (дата доступа 10.04.2024).
  10. Wilson W.B., Cowell S.T., England T.R, Hayes A.C., Moller P. et al. A Manual for CINDER’90 Version 07.4 Codes and Data. LA-UR-07-8412 (Dec. 2007, Version 07.4.2 updated March).
  11. RSICC Computer Code Collection, ORIGEN2.1; Isotope Generation and Depletion Code, Matrix Exponential Method. ORNL, CCC-371 (Dec. 1991). Электронный ресурс: https://rsicc.ornl.gov/codes/ ccc/ccc3/ccc-371.html Режим доступа: лицензия на дисковом носителе (дата доступа 10.04.2024).

расчеты МОКС выгорание актиноиды программы WIMS-D5 MCNP5 ORIGEN2 CINDER90 ENDF/B-VII РОСФОНД

Ссылка для цитирования статьи: Егоров Г.О., Левченко Ю.В., Мантуров Г.Н., Матвеев Ю.В. Расчетные исследования выгорания и накопления актиноидов в топливе инновационного реактора с регулируемым спектром нейтронов. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2024. – № 2. – С. 170-184. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2024.2.14 .

Открыть PDF файл