طراحی مفهومی و کنترل راکتیویته یک مجتمع سوخت بدون بور محلول با طول عمر بالا و غنای پایین

راکتورهای SMR بدلیل کوچک و قابل حمل بودن و همچنین بعنوان پیشران هسته ای مورد توجه فراوان در چند سال اخیر قرار گرفته اند. دراین پژوهش مجتمع سوخت راکتور VVER-۱۰۰۰ به عنوان مبنا قرار داده شده و با روش ها و استدلال های خاصی فشرده و کوچک شده است. دراین تحقیق یک مجتمع سوخت بدون بور محلول و با تکیه بر جاذب های سوختنی مناسب جهت بکار گیری در قلب راکتور های SMR، طراحی و پیشنهاد شده است. ازچشم اندازها و اهداف این پژوهش به حذف اسیدبوریک از خنک کننده، تعیین تعداد میله های سوخت و ابعاد آنها کانال های راهنما درون مجتمع سوخت، تعیین چیدمان بهینه میله های سوخت و کانال های راهنما درون مجتمع سوخت، حفظ نسبت حجم سوخت به کندکننده و تعیین ابعاد مناسب مجتمع سوخت شش وجهی بدون بور برای به کارگیری در راکتورهای SMR اشاره کرد. از چالش های این طراحی حفظ نسبت حجم سوخت به کندکننده مجتمع سوخت مبنا برای مجتمع سوخت بدون بور طراحی شده به منظور حفظ گام میله های سوخت بود که با رعایت نکات نوترونیکی و ایمنی مرتفع گردید. طول سیکل مورد نظر برای مجتمع سوخت طراحی شده حدود ۴۰ ماه بوده است که به این منظور غنای سوخت %۶/۶ تعیین گردیده است. باتوجه به افزایش غنای سوخت در قلب راکتورهای SMR، راکتیویته در ابتدای سیکل بسیار بالاست، درنتیجه نیاز به جبران این راکتیویته می باشد. باتوجه به این نکات، یکی از مهمترین چالش ها در طراحی مجتمع سوخت، کنترل راکتیویته درابتدای سیکل، طول سیکل و یکنواختی توزیع توان، درغیاب اسیدبوریک بود که با طراحی مناسب جاذب سوختنی گادالینیا مرتفع گردید. مجتمع سوخت بدون بور طراحی شده دارای ۱۵۶ میله سوخت، ۱۲ کانال راهنما و ۱ کانال مرکزی می باشد. لازم به ذکر است که برای شبیه سازی مجتمع های سوخت و همچنین اطمینان از روند صحیح طراحی از کدهای MCNP و WIMS استفاده شده است.

کلیدواژه ها:

راکتورSMR ، مجتمع سوخت بدون بور محلول ، مجتمع سوخت شش ضلعی ، جاذب سوختنی