طراحی مفهومی نوترونی رآکتور تحقیقاتی تهران با استفاده از سوخت حلقوی

هدف از این مقاله، بررسی امکان استفاده از سوختی با هندسه حلقوی به منظور بهینه­ سازی آن در رآکتور تحقیقاتی تهران از دیدگاه نوترونی است. در استفاده از سوخت های حلقوی، به دلیل تولید شار بالاتر و راکتیویته بیش ­تر، نیاز به بارگذاری سوخت کم ­تری است. بنابراین در این پژوهش، در رآکتور تحقیقاتی تهران از سوختی جدید با هندسه حلقوی جهت جایگزینی با سوخت فعلی که دارای هندسه صفحه ­ای است، استفاده شده است. این سوخت از لحاظ موادی مشابه با سوخت رآکتور تهران می­ باشد. برای این منظور، پارامترهای نوترونی قلب شامل ضریب تکثیر موثر، راکتیویته، توزیع شار نوترون سه­ گروهی، ضریب بیشینه توان، ضریب ایمنی راکتیویته، ارزش میله­ های کنترل، با استفاده از کدهای MCNPX۲.۷ و WIMS-CITATION محاسبه شده است. سپس نتایج حاصله این کدها با نتایج گزارش آنالیز ایمنی (SAR) رآکتور تحقیقاتی تهران (TRR) مقایسه گردید. نتایج نشان می ­دهد که مقدار درصد اختلاف نسبی برای پارامترهای راکتیویته و ضریب بیشینه توان برای رآکتور تیوبلار حاصل از کد MCNPX در مقایسه با نتایج TRR-SAR به ترتیب در حدود ۲/۰ و ۲۲- درصد می­ باشد. هم ­چنین نتایج به دست آمده در این مقاله نشان می دهد که برای رسیدن به راکتیویته معادل قلب اول رآکتور تحقیقاتی تهران یعنی حدود pcm ۶۹۱۶، میزان جرم سوخت قلب تیوبلار تا حدود ۱۷% کاهش می ­یابد. از سوی دیگر، با استفاده از سوخت حلقوی شار نوترونی در کانال ­های پرتودهی تا حدود ۱۴% افزایش می ­یابد. هم ­چنین با توجه به نتایج این تحقیق، قلب پیشنهادی تیوبلار، قلبی با چیدمان ۱۶ تایی و حداقل ۷ بسته ۶ تایی میله کنترل جهت رسیدن به معیارهای ایمنی لازم است.

Keywords:

سوخت حلقوی , رآکتور تحقیقاتی تهران , پارامترهای نوترونی , کدهای MCNPX۲.۷ و WIMS-CITATION