آنالیز اثر اسید بوریک روی پارامترهای نوترونی و سینتیکی راکتور کوچک ماژولار نسل جدیدNuScale

اصلی ترین روش حصول توازن نوترونی در یک راکتور هستهای، کنترل واکنشهای شکافت و جذب از طریق میله های کنترل، سموم نوترونی و کنترل شیمیایی از قبیل مواد محلول در آب مانند اسید بوریک و یا نیترات گادولینیم میباشد. در حال حاضر، اسید بوریک رایجترین روش کنترل شیمیایی در راکتورهای آب سبک (LWR (و راکتورهای کوچک ماژولار (SMR (میباشد که البته به دلیل خوردگی بالای ایجاد شده توسط آن، مطالعات گستردهای در مورد حذف یا کاهش نقش آن در کنترل راکتورهای هستهای در حال انجام است. در این تحقیق، میزان تاثیر اسید بوریک بر پارامترهای نوترونی و سینتیکی راکتور کوچک ماژولار NuScale که توسط کد MCNPX محاسبه شده است شامل پارامترهای ضریب تکثیر موثر (keff ،(توزیع شار نوترون، توزیع محوری و شعاعی توان، فاکتورهای پیک توان، کسر موثر نوترونهای تاخیری و طول عمر نوترونهای آنی می باشد. در این محاسبات مقدار غلظت اسید بوریک در خنک کننده برای ایجاد شرایط بحرانی Kg/g8/1 بدست آمده است. مقدار ضریب تکثیر موثر بدون حضور اسید بوریک 06231/1 و مقدار بحرانی 99994/0 محاسبه شده است. همچنین در حالت بدون اسید بوریک، مقدار متوسط شار نوترونهای حرارتی، فوق حرارتی و سریع به ترتیب 1013 10 ،1/85×13 10 و 8/79××67/3 و با حضور اسید بوریک به ترتیب 10 1313 10 ،1/43×13 10 و 7/46×13 3/69×2 -بدست آمده است (واحد همه اعداد cm.n.s-1است). همچنین بیشترین مقادیر فاکتورهای پیک توان شعاعی، محوری و کل قلب با حضور اسید بوریک به ترتیب 99/1 ،44/1 و 86/2 بدست آمده است. علاوه بر این، مقدار کسر موثر نوترونهای تاخیری با حضور اسید بوریک و بدون آن به ترتیب pcm 9/675 و pcm 03/659 ،و طول عمر نوترونهای آنی نیز به ترتیب 09µs/26 و µs 40/20 محاسبه شده است. نتایج نشان میدهد که حضور اسید بوریک موجب کاهش پارامترهای نوترونی و سینتیکی راکتور میشود.

Keywords:

اسید بوریک , پارامترهای نوترونی و سینتیکی , کد MCNPX , راکتور NuScale