Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

Исследование влияния использования радиального отражателя на нейтронно-физические характеристики модульного реактора малой мощности

17.09.2026 2026 - №03 Моделирование процессов в объектах ядерной энергетики

А.А. Воронцова Р.А. Внуков В.В. Колесов

DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2026.3.13

УДК: 621.039.5

Работа посвящена исследованию влияния графитового отражателя, размещенного за корпусом реактора, на нейтронно-физические характеристики малого модульного реактора на умозрительном примере модели реактора. Предлагается рассмотреть влияние толщины отражателя на спектр нейронов, энерговыделение и длительность топливной кампании. Предложены модели с поэтапным увеличением графитового слоя в течение кампании от 0 до 20 см с шагом 2, 5 и 10 см. При таком подходе на начало кампании отражатель отсутствует, а изменение толщины отражателя происходит при достижении Kэфф значения меньше 1,000. При моделировании такой кампании было замечено, что каждый из рассмотренных шагов позволяет получить выигрыши в длине кампании топлива, которые оказываются почти идентичными. Применение отражателя оказывает сильное влияние на периферийные ТВС – размещение отражателя приводит к выравниванию энерговыделения в пределах ТВС, а также способствует смещению спектра нейтронов в тепловую область, центр же активной зоны практически не претерпевает изменений. При рассмотрении состава выгружаемого топлива на конец кампании для моделей с отражателем наблюдается уменьшение количества плутония в сравнении с исходной моделью, однако его чистота улучшается. При этом размер отражателя не оказывает влияние на качество плутония. В целом использование графитового отражателя положительно влияет на нейтронно-физические характеристики реактора, включая увеличение длины кампании и выравнивание поля энерговыделения. В дальнейшем планируется исследовать другие материалы отражателей, такие как бериллий и гидрид циркония.

Ссылки

  1. Кочнов О.Ю., Колесов В.В., Фомин Р.В., Фомиченко П.А. Возможность увеличения числа экспериментальных каналов ВВР-ц за счет изменения конструкции активной зоны. Атомная энергия. 2018;125(3):146–148. URL: http://j-atomicenergy.ru/index.php/ae/article/view/2217 (дата обращения 07.02.2025).
  2. Голубев В.И., Звонарёв А.В., Николаев М.Н., Орлов М.Ю. Влияние отражателей из разных материалов на увеличение захватов нейтронов в урановом экране реактора на быстрых нейтронах. Атомная энергия. 1963;15(3):258–259. URL: https://elib.biblioatom.ru/text/atomnaya-energiya_t15-3_1963/p258/ (дата обращения 07.02.2025).
  3. Чекушина Л.В., Колточник С.Н., Сайранбаев Д.С., Гизатулин Ш.Х., Шаймерденов А.А., Накипов Д.А., Кенжин Е.А. Опыт эксплуатации ВВР-К с бериллиевым отражателем и низкообогащенным урановым топливом. Атомная энергия. 2021;130(5):295–298. URL: http://ap.j-atomicenergy.ru/index.php/ae/article/view/4307/5040 (дата обращения 07.02.2025).
  4. Колесов В.В., Коробейников В.В., Гурская О.С., Пупко Л.П. Исследование эффективности отражателей из различных материалов в реакторах на быстрых нейтронах малой мощности. Вопросы атомной науки и техники. Сер.: Ядерно-реакторные константы. 2025;1:64–74. URL: https://vant.ippe.ru/year2025/1/neutron-constants/2625-6.html (дата обращения 07.02.2025)
  5. Селезнев Е.Ф. Кинетика реакторов на быстрых нейтронах. М.: Наука, 2013, 239 с. ISBN 978-5-02-038479-8. URL: https://ibrae.ac.ru/docs/109/seleznev.pdf (дата обращения 07.02.2025).
  6. Дьяченко А.И., Федоров М.И., Соловьев С.В., Балагуров Н.А., Артисюк В.А. Расчетные исследования в обоснование защищенности топливного цикла реактора СВБР-100 при использовании регенерированного урана. Известия вузов. Ядерная энергетика. 2014;4:71–81. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2014.4.08
  7. Жуков А.В., Кузина Ю.А., Белозеров В.И. Реакторы с тяжелым теплоносителем и некоторые теплогидравлические данные для них. Известия вузов. Ядерная энергетика. 2011;3:100–136. URL: https://static.nuclear-power-engineering.ru/articles/2011/03/13.pdf (дата обращения 07.02.2025).
  8. Leppänen J. PSG2 / Serpent – a Continuous-energy Monte Carlo Reactor Physics Burnup Calculation Code. March 5, 2012 User’s Manual. 163 p. URL: https://serpent.vtt.fi/serpent/download/Serpent_manual.pdf (дата обращения 07.02.2025).
  9. Santamarina A., Bernard D., Blaise P. The JEFF-3.1.1 Nuclear Data Library JEFF Report 22. Validation Results from JEF-2.2 to JEFF-3.1.1. ISBN 978-92-64-99074-6, OECD, 2009. URL: https://oecd-nea.org/upload/docs/application/pdf/2020-08/jefreport-22.pdf (дата обращения 07.02.2025).
  10. Зродников А.В., Тошинский Г.И., Григорьев О.Г. и др. Модульный быстрый реактор малой мощности со свинцово-висмутовым теплоносителем для многоцелевого применения СВБР-75/100. Атомная энергия. 2004;97(2):91–98. URL: https://www.j-atomicenergy.ru/index.php/ae/article/view/3353 (дата обращения 07.02.2025).
  11. Кочнов О.Ю., Колесов В.В. Влияние бериллиевого отражателя, помещенного в активную зону реактора ВВР-ц, на ее нейтронно-физические характеристики. Известия вузов. Ядерная энергетика. 2012;2:22–25. URL: https://static.nuclear-power-engineering.ru/articles/2012/02/03.pdf (дата обращения 07.02.2025).
  12. Сайранбаев Д.С., Колточник С.Н., Шаймерденов А.А., Тулегенов М.Ш., Кенжин Е.А., Цучия К. Динамика изменения эксплуатационных параметров реактора ВВР-К при постепенной замене водяного отражателя на бериллиевый. Известия вузов. Физика. 2020;63(12):102–113. DOI: https://doi.org/10.17223/00213411/63/12/102
  13. Гидриды металлов (пер. с англ.). М.: Атомиздат, 1973, 432 с. URL: http://chemteq.ru/library/inorganic/2017.html (дата обращения 07.02.2025).
  14. Ма Б.М. Материалы ядерных энергетических установок (пер. с англ.). М.: Энергоатомиздат, 1987, 408 с. URL: https://elib.biblioatom.ru/text/ma_materialy-yadernyh-energeticheskih-ustanovok_1987/p0/ (дата обращения 07.02.2025).
  15. Кузнецов В.А. Ядерные реакторы космических энергетических установок. М.: Атомиздат, 1977, 240 с. URL: https://elib.biblioatom.ru/text/kuznetsov_yadernye-reaktory-kosmicheskih_1977/p0/ (дата обращения 07.02.2025).

отражатель нейтронов графит энерговыделение спектр нейтронов изотопный состав

Ссылка для цитирования статьи: Воронцова А.А., Внуков Р.А., Колесов В.В. Исследование влияния использования радиального отражателя на нейтронно-физические характеристики модульного реактора малой мощности. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2026. – № 3. – С. 182-195. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2026.3.13 .

Открыть PDF файл