Control Rods Shadow Effect in the VENUS-F Core

• Autorzy: Michał Orliński , Paweł Gajda , Katarzyna Skolik

Warianty tytułu

Efekt przesłaniania prętów kontrolnych w reaktorze VENUS-F

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

One of the most important areas of nuclear energy development is partitioning and transmutation (P&T) of nuclear waste. The main aspect of these activity is reusing of the spent nuclear fuel with its three main befits: reduced amount of highly radioactive waste, reduction of required storage time and better use of uranium ore resources. The goal is to achieve so called closed nuclear fuel cycle. It requires development of new reactor technologies, such as fast reactors (FR) and accelerator driven systems (ADS). The ADS is not a new concept, but such system was newer built. Due to their enhanced safety proprieties, the concept was revived as a system dedicated for transmutation. Due to the fact that ADS works in the subcritical state some aspects of the core physics differ from critical reactors used to date. Because there is an addition neutron source in the middle of the core, the neutron flux distribution is different. This fact has consequences to fuel burnup in different regions of the core or control rods efficiency. Those topics should be therefore investigated more closely. Important issue is the assessment of mutual interaction between different control rods called the shadowing effect, namely how position of one of the rods affects the efficiency of the other.(original abstract)

Jednym z najważniejszych obszarów rozwoju energetyki jądrowej są technologie związane z transmutacją odpadów promieniotwórczych. Celem jest ponowne wykorzystanie wypalonego paliwa i osiągnięcie tzw. zamkniętego cyklu paliwowego. Największymi zaletami takiego rozwiązania są redukcja ilości odpadów promieniotwórczych, skrócenie niezbędnego czasu ich składowania oraz lepsze wykorzystanie dostępnych zasobów rudy uranowej. Wymaga to jednak rozwoju nowych technologii reaktorów, takich jak reaktory prędkie (FR) czy układy podkrytyczne sterowane akceleratorem (ADS). Układy podkrytyczne nie są koncepcja nową, ale nigdy nie został jeszcze uruchomiony przemysłowy układ tego typu. Ich największa zaletą po kątem transmutacji jest zwiększony margines bezpieczeństwa pracy, wynikający z pracy w stanie podkrytycznym. Jednakże praca w takim stanie powoduje, że pewne aspekty fizyki rdzenia w układach ADS różnią się od klasycznych reaktorów krytycznych. Oczywistym skutkiem zastosowania dodatkowego źródła neutronów jest znacząco wyższy strumień neutronów w środku rdzenia, niż na obrzeżach. Ma to wpływ m.in. na wypalenie paliwa w różnych regionach rdzenia czy efektywność prętów kontrolnych. Zagadnieniem prezentowanym w tym artykule jest ocena występowania efektu przesłaniania prętów kontrolnych w reaktorze VENUS-F. Efekt ten może powodować, że wartość danego pręta może być zależna od położenia innego. W artykule zawarto ocenę występowania efektu przesłaniania na podstawie danych eksperymentalnych oraz obliczeniowych, uzyskanych przy pomocy kodu MCNP. Uzyskane wyniki zależą od użytej metody. Dane eksperymentalne pokazują słaby ujemny efekt przesłaniania, natomiast dane symulacyjne nie pozwalają na wydanie jednoznacznej oceny. Jeśli efekt ten występuje, to jest jednak mało znaczący. Wykryta została również niewielka asymetria rdzenia. (abstrakt oryginalny)

Słowa kluczowe

EN

Nuclear power; Nuclear power station; Radioactive materials

PL

Energetyka jądrowa; Elektrownie jądrowe; Surowce promieniotwórcze

• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2015
• Numer: nr 4, CD 3
• Strony: 9552--9560

Twórcy

autor

Michał Orliński

• AGH University of Science and Technology Kraków, Poland

autor

Paweł Gajda

• AGH University of Science and Technology Kraków, Poland

autor

Katarzyna Skolik

• AGH University of Science and Technology Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] NEA/OECD: Accelerator-driven Systems (ADS) and Fast Reactors (FR) in Advanced Nuclear Fuel Cycles: A Comparative Study, OECD Publications, Paris 2002.
• [2] J. Cetnar, G. Domańska, P. Gajda, J. Janczyszyn: Assessment of the control rods shadow effect in the VENUS-F core, Nukleonika: the International of Nuclear Research, 2014, nr 59(4), p. 137-143.
• [3] F. Mellier: Status of core design, 2nd EUROTRANS ECATS Progress Meeting, Aix-en-Provence, France, 2009.
• [4] A. Billebaud: The GUINEVERE Project for Accelerator Driven System Physics, International Conference GLOBAL 2009 The Nuclear Fuel Cycle: Sustainable Options & Industrial Perspectives, Paris 2009.
• [5] A. Billebaud: FREYA SC1 detector configuration. FP7 FREYA internal document, LPCS Grenoble, 2012.
• [6] RSICC Computer Code Collection - MCNP4C: Monte Carlo N-Particle Transport Code System: Documentation for CCC-700/MCNP4C Data Package. Radiation Safety Information Computational Center, Los Alamos, 2000.
• [7] M. Tsuji, N. Suzuki, Y. Shimazu: Subcriticality measurement by neutron source multiplication method with a fundamental mode extraction. Journal of Nuclear Science and Technology, 2003, 40(3), 158-169.
• [8] T. Endo, A. Yamamoto, Y. Yamane: Detected-neutron multiplication factor measured by neutron source multiplication method, Annals of Nuclear Energy, 2011, 38(11), 2417-2427.
• [9] P. Gajda, J. Janczyszyn, W. Pohorecki: Correction methods for pulsed neutron source reactivity measurement in accelerator driven systems, Nukleonika: the International of Nuclear Research, 2013, nr 58(2), p. 287-293.