Ю.Н. ВОЛКОВ, научный руководитель В.И. НАУМОВ презентация

ТОПЛИВА

Ю.Н. ВОЛКОВ, научный руководитель В.И. НАУМОВ

Тепловые потоки

– Передача электрической энергии

Ускоритель протонов Eпрот=1 ГэВ

Жидкометаллическая мишень

Подкритический бланкет

Отработанное топливо

Подзаряженное топливо

зарядное устройство с ускорителем.

Модель базируется на предположении, что ядерное топливо непрерывно циркулирует между реактором и зарядным устройством, восстанавливая свои размножающие свойства.

Обсуждается физическая возможность повышения эффективности использования ядерного топлива за счёт увеличения выгорания и возможного расширенного воспроизводства.

эффек. оск.







Условие критичности в реакторе:

.
Для обеспечения непрерывного цикла необходимо, чтобы время нахождения топлива в реакторе или в зарядном устройстве было пропорционально объему топлива в этих зонах, т.е.: .

Мощность на питание ускорителя:





Модель нормируется на W0 = 1000 МВт.
Расчет модели проводился на обычном урановом топливе.
При расчете моделировался спектр теплового реактора на спектре тяжеловодного реактора с легководным теплоносителем х = 2.0 %.
Для моделирования спектра зарядного устройства использовался та же зона, но без замедлителя.

30 000 МВт*сут/тонна).

Полученный нуклидный состав отработанного топлива заносится в модель (реализуется состояние, когда существует только зарядное устройство), Где это топливо заряжается до восстановления своих первоначальных размножающих способностей.

Восстановленное топливо вновь прожигается в реакторе (В = 19 945 МВт*сут/тонна).

Баланс энергетических потоков за время подзарядки и выгорания рассматривается для п. 2 и 3 с нормировкой на энергию одного протона (1 ГэВ).

ГэВ

4.00 ГэВ

0.17 ГэВ

1.43 ГэВ

1.46 ГэВ

1.43 ГэВ

1.77 ГэВ

5.06 ГэВ

Преобразование тепла
КПД=0.35

Внешний потребитель

0.03 ГэВ

реактора и подзарядного устройства, которая позволяет рассчитать основные параметры подобной системы в зависимости от дополнительного флюенса нейтронов, который можно реализовать за счет зарядного устройства.

2. Так получилось, что для выбранного типа топлива и реактора результат расчета получился следующим: подключение к тепловому реактору зарядного устройства состоящего из линейного ускорителя протонов с током пучка 300 мА дает выигрыш в выгорании в 1.5 раза, увеличение длительности кампании топлива в 2 раза, снижение потребности в топливе на 30 %.

3.  В дальнейшем представляется необходимым уточнение как самих констант используемых при расчете, так и углубление самой модели, например, в плане того, чтобы каждый перегрузочный цикл рассматривался отдельно.