ANALIZY BEZPIECZEŃSTWA I OPTYMALIZACJA WYDAJNOŚCI NAPROMIENIAŃ W REAKTORZE MARIA – METODY OBLICZENIOWE I EKSPERYMENTALNE K. Pytel, Z. Marcinkowska, W.

Prezentacja na temat: "ANALIZY BEZPIECZEŃSTWA I OPTYMALIZACJA WYDAJNOŚCI NAPROMIENIAŃ W REAKTORZE MARIA – METODY OBLICZENIOWE I EKSPERYMENTALNE K. Pytel, Z. Marcinkowska, W."— Zapis prezentacji:

1 ANALIZY BEZPIECZEŃSTWA I OPTYMALIZACJA WYDAJNOŚCI NAPROMIENIAŃ W REAKTORZE MARIA – METODY OBLICZENIOWE I EKSPERYMENTALNE K. Pytel, Z. Marcinkowska, W. Mieleszczenko, R. Prokopowicz, M. Dorosz

2 SPECYFIKA REAKTORA MARIA
IV V VI VII VIII X g h i j k l D E F G H I J K L M 4 5 6 7 8 9 IX Si Duża zmienność konfiguracji rdzenia Różne rodzaje paliwa (80%, 36% - 2 rodzaje, 19,75%) Geometria cylindryczna paliwa + kwadratowa matryca (ostrosłupy ścięte) + koniczność rdzenia Efekty zatruciowe w berylu Liczne instalacje do napromieniań

3 ANALIZY BEZPIECZEŃSTWA
Obliczenia neutronowo-fizyczne Gęstości i widma strumienia neutronów Rozkłady gęstości mocy Zapasy reaktywności Parametry dynamiki reaktora Współczynniki temperaturowe Optymalizacja wydajności napromieniań Obliczenia cieplno - przepływowe w stanach ustalonych: Obliczenia cieplno-przepływowe w stanach nieustalonych (awarie): Wybór miejsca do napromieniania Konfiguracja rdzenia Czas napromieniania Uwzględnienie niepewności Określenie marginesów bezpieczeństwa (maks. temp. koszulki, margines do początku wrzenia) Awarie reaktywnościowe Spadek zdolności chłodzenia Konsekwencje radiologiczne

4 WALIDACJA OBLICZEŃ NEUTRONOWYCH
Porównanie wyników otrzymanych za pomocą różnych kodów i metod Porównanie wyników obliczeń z pomiarami Niezależne obliczenia współpraca z Argonne National Laboratory w ramach programu konwersji rdzenia reaktora MARIA na paliwo nisko wzbogacone (LEU) zapas reaktywności rdzenia efektywności prętów pochłaniających wsp. temp. reaktywności efekty zatrucia reaktora widma neutronów rozkłady gęstości mocy kod transportowy WIMS kod dyfuzyjny REBUS kod Monte Carlo MCNP kod dyfuzyjny VARI3D metoda rachunku zaburzeń

5 OBLICZENIA EKSPLOATACYJNEGO ZAPASU REAKTYWNOŚCI

6 KONWERSJA RDZENIA HEU  LEU
U2O3 U3Si2 36 % 19,75 % 2,8 g/cm3 4,8 g/cm3 współbieżne wyciskanie technologia płytkowa 6

7 KONWERSJA RDZENIA OBLICZENIA NEUTRONOWE
h g f e Rozkład gęstości mocy w kanałach paliwowych (REBUS) g-6 najbardziej obciążony element paliwowy

8 KONWERSJA RDZENIA NAPRĘŻENIA MECHANICZNE
Naprężenia wywołane gradientami temperatur i ciśnień w projektowanym elemencie paliwowym Obliczenia przeprowadzone w NRG w Holandii za pomocą kodu CFD wykazały przekroczenie dopuszczalnych naprężeń w pierwotnej wersji i wymusiły zmianę konstrukcji

9 KONWERSJA RDZENIA ANALIZY CIEPLNO - PRZEPŁYWOWE
Chłodzenie odbywa się w układzie równoległych kanałów typu Field’a  konieczność analiz oporów hydraulicznych paliwa. Obliczenia cieplne prowadzone za pomocą oryginalnego kodu SN (weryfikacja w ANL kodem RELAP-5) W reaktorze MARIA mierzona jest moc cieplna każdego elementu paliwowego

10 KONWERSJA RDZENIA POMIARY OPORÓW HYDRAULICZNYCH
Zwiększenie przepływu chłodziwa i jednoczesny wzrost oporów hydraulicznych w nowym paliwie Pętla pozareaktorowa do pomiarów charakterystyk hydraulicznych p(Q) elementów paliwowych. Możliwość stabilizacji temperatury wody w zakresie 20  90C Wykorzystanie pętli do badań instalacji do produkcji Mo-99

11 INSTALACJE DO PRODUKCJI Mo-99
Optymalizacja lokalizacji kanałów do produkcji Mo-99

12 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ