شبیه سازی و تحلیل پارامترهای نوترونی قلب یک SMR دریایی بدون بور محلول

10.52547/nucte.2022.224607.1019

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 09 خرداد 1402

نوع مقاله : علمی پژوهشی

نویسندگان

دانشجو/دانشگاه شهید بهشتی

چکیده
بررسی پارامترهای نوترونی قلب راکتورهای هسته ای یکی از مهمترین مباحث طراحی یک راکتور هسته ای می باشد، که با بررسی این پارامترها از جمله راکتیویته قلب در ابتدای سیکل و طول سیکل، چگونگی کنترل راکتیویته، توزیع توان شعاعی و محوری و برن آپ قلب راکتور می توان به تفاوت طراحی راکتورها با توجه به کاربردشان پی برد.
امروزه کشورهای زیادی در سرتاسر دنیا به دلایل متعددی علاقه زیادی به استفاده از یک راکتور هسته ای به عنوان پیشران کشتی های تجاری نشان داده اند. به همین دلیل در این پژوهش به بررسی پارامترهای نوترونی قلب یک راکتور با اساس دریایی بدون بور محلول پیشنهاد شده برای یک کشتی تجاری پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد یک راکتور مورد استفاده برای پیشران دارای قابلیت ها و تفاوت های نوترونی زیادی نسبت به راکتورهای با اساس زمینی است، بررسی های انجام شده نشان می دهد که با توجه به راکتیویته بالای مورد نیاز برای طول سیکل های بالا، چگونگی کنترل راکتیویته راکتور بدون بور محلول در ابتدای سیکل و طول سیکل، نحوه توزیع توان در قلب به صورت ایمن و رفتار زینان در شرایط مختلف راکتور از جمله پیک زینان پس از خاموشی، از چالش های مهم طراحی یک راکتور به عنوان پیشران در این پژوهش می باشد. بررسی های صورت گرفته نشان می دهد که پیشران مورد نظر با توان حرارتی 440 مگاوات توانایی بهره برداری به مدت 15 سال را دارد و همچنین به دلایل متعددی از بور محلول به عنوان کنترل کننده راکتیویته قلب، استفاده نمی شود که پیشنهاد شده است برای کنترل راکتیوتیه از جاذب های سوختنی گادالینا ترکیب شده با سوخت استفاده شود که در قلب مورد نظر با استفاده از چیدمان بهینه طراحی شده علاوه بر اینکه توانایی کنترل راکتیویته قلب در طول سیکل را دارد باعث کاهش قله توان در راستای شعاعی شده است. همچنین با طراحی خاص این نوع راکتور و شار حرارتی پایین، تولید زینان پس از خاموشی به صورت چشمگیری کاهش یافته است که منجر به کاهش زمان روشن سازی مجدد راکتور می شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Simulating and analysis of neutronic parameters of a Soluble-Boron-Free marine baise reactor core

نویسندگان English

fateme dehghani
Majid Hosseinllu
student/beheshti university
چکیده English

Investigation of neutronics parameters of the nuclear reactor cores is one of the most important and key topics in the nuclear reactor design, that by analysis of these parameters such as cores reactivity at the BOC amd during the cycle, how to control reactivity, axial and radial power distribution and core burn-up, we can understand the difference in reactor design according to their application.
Nowadays, many countries through the world they have shown great interest in using a nuclear reactor as a Propulsion for merchant ships for a variety of reasons. For this reason, in this study, the neutronics parameters of a soluble boron-free propulsion reactor core that proposed for a commercial ship have been investigated. The results show that a reactor used for nuclear propulsion has many neutronics capabilities and differences compared to land-based SMRs. Studies show that due to the high reactivity required for long life cores, how to control the reactor without soluble boron at BOC and during the cycle, how to distribution of power safely in the core and the behavior of Xenon in different reactor conditions, including Xenon build-up after shutdown, one of the major challenges is designing a reactor as a Propulsion. Studies show that the propulsion system with a thermal power of 440 MW can be used for 15 years and also for various reasons, soluble boron is not used as a core reactivity controller, which has been suggested to control reactivity. Use Gadalina burnable absorbers mixed with fuel, which in the desired core using the optimal arrangement designed in addition to being able to control the reactivity of the core during the cycle has reduced the power peaking in the radial direction. Also, with the special design of this type of reactor and low thermal flux, the buil-up of xenon after shutdown is significantly reduced, which leads to a reduction in reactor restart time.

کلیدواژه‌ها English

  • Small Modular Reactors - marine baise reactors - Soluble Boron free - Neutron Parameters
  • Xenon build-up - Monte Carlo Method