Удк 621. 311. 25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики icon

Удк 621. 311. 25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики


Смотрите также:
Рекомендации (технические предложения) по повышению паропроизводительности барабанных котлов...
Удк 621. 311. 153. 001. 24...
С международным участием. Конференция проводится в рамках мероприятий...
Конференция состоится 6 11 июня 2004г на базе Томского политехнического университета (тпу)...
Удк 621. 311. 153. 001. 24...
Удк 621. 923. 01 Оптимизация режимов плоского алмазного периферийного шлифования на базе...
Удк 621. 923 Повышение эффективности плоского шлифования периферией круга за счет использования...
Удк 621. 623 Совершенствование процесса плоского шлифования коррозионно-стойких...
Удк 621. 398: 621. 317: 519...
Проблемы производства высококачественных комплектующих для российской автомобильной...
Коды по общероссийскому классификатору оксо...
Переходные процессы в электрических системах часть II методические указания по курсовой работе...



Загрузка...
скачать

УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики

Э.Ф. Крючков, М.С. Кушнарев, В.Б. Глебов,

В.А. Апсэ, А.Н. Шмелев, М.В. щуровская

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)


О ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

ВЫСОКООБОГАЩЕННОГО УРАНА

С ДОБАВКОЙ 232U В КАЧЕСТВЕ ТОПЛИВА

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РЕАКТОРОВ


Рассмотрен подход к повышению защищенности высокообогащенного урана, входящего в состав топлива исследовательских реакторов, от неконтролируемого распространения, основанный на денатурации урана изотопом 232U и добавлении микропримесей бериллия. На примере ИРТ МИФИ оценено влияние изменения состава топлива на характеристики реактора.


Высокообогащенный уран (ВОУ) уже более 50 лет широко используется в качестве топливного материала исследовательских ядерных реакторов. Одновременно ВОУ является материалом, пригодным для использования в ядерном оружии, поэтому в течение последних 30 лет по инициативе США предпринимаются усилия по переводу исследовательских реакторов на уран пониженного обогащения (до 20% 235U). Оставляя за рамками рассмотрения политические аспекты проблемы, отметим, что использование низкообогащенного топлива может привести к снижению ряда технико-экономических параметров и экспериментальных возможностей реакторов [1]. В связи с этим актуальной задачей является придание ВОУ внутренних защитных свойств, снижающих его привлекательность с точки зрения потенциальных нарушителей режима нераспространения ядерного оружия.

Изотопная денатурация ВОУ (232U, 238U) может оказывать влияние на его привлекательность за счет:

  • увеличения критической массы и размеров устройства;

  • увеличения радиационного поля;

  • повышения вероятности преждевременной детонации и, соответственно, снижения энергетического выхода.

В работе [2] показано, что в результате добавки в свежее топливо 1 % 232U возникает стабильный радиационный барьер на уровне стандарта ОЯТ (SFS), предложенного Американской академией наук.

Оценка вероятности преждевременной детонации и энергетического выхода, достижимого в результате осуществления СЦР на уране различного обогащения, проводилась на основе методик, предложенных
Ф. фон Хиппелем и Дж. Карсон Марком [3]. Характеристики, необходимые для оценки энергетического выхода, были получены с использованием программы MCNP-4B (метод Монте-Карло) с библиотекой оцененных ядерных данных ENDF/B-VI [4] для шара, масса которого равна трем критическим массам урана, с отражателем из стали толщиной 10 см.

Как показали расчеты, спонтанное деление 232U и 238U не обеспечивает потока нейтронов, достаточного для гарантированной преждевременной детонации со значительным снижением энергетического выхода [5]. При этом, в качестве эталона был принят энергетический выход урана с 20 % содержанием 235U – нижней границы, установленной МАГАТЭ, для материалов прямого использования.

Дополнительный, гораздо более мощный источник нейтронов, вызывающих преждевременную детонацию, обеспечивает α-излучение 232U, способное инициировать (α,n)-реакции на примесях легких элементов (например, бериллия, кислорода и т.д.), имеющихся в уране. Используя константы из [6] показано, что необходимый дополнительный уровень защищенности за счет внутренне присущих свойств могут обеспечить примеси 0,02 – 2 % 232U и несколько ppm бериллия.

С использованием программных средств GETERA и SCALE получены сравнительные характеристики реактора ИРТ МИФИ для различных вариантов использования защищенного высокообогащенного топлива, содержащего примеси 232U и бериллия.


Список литературы


1. Кушнарев М.С.. Подходы к защите и оценке защищенности ядерных материалов от несанкционированного переключения на использование в не мирных целях //Ядерное общество: Выпуск 1/2006.

2. E. Kryuchkov, V. Glebov, V. Apse, A. Shmelev, M. Kushnarev. Evaluation of changes in proliferation resistance and radiation burden of closed fuel cycle at uranium denaturing with U-232. // Proceedings of GLOBAL 2005. Tsukuba, Japan, Oct 9-13, 2005.

3. J. Carson Mark. Explosive Properties of Reactor-Grade Plutonium. // Science & Global Security, Vol. 4, p.111-128 (1993).

4. Briesmeister J.B (ed.). MCNP – A General Monte-Carlo N-Particle Transport Code. Version 4B. Manual // Los Alamos LA-12625-M., 1997.

5. Крючков Э.Ф., Кушнарев М.С., Глебов В.Б., Апсэ В.А., Шмелев А.Н. Обогащенный уран с добавкой U-232: защищенность от несанкционированного использования// Труды конференции по проблемам физики реакторов Волга-2006.

6. Benedict M., Pigford T.H., Levi H.W. Nuclear Chemical Engineering. // McGraw Hill, 1981.


ISBN 5-7262-0710-6. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2007. Том 8




Скачать 31.11 Kb.
оставить комментарий
Дата02.10.2011
Размер31.11 Kb.
ТипДокументы, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх