التحليل الحسابي لتهدئة النيوترونات في عواكس الجرافیت للمفاعلات النوویة الصغیرة المتقدمة ذات الحرارة العالیة
DOI:
https://doi.org/10.37376/ajhas.vi3.7260الكلمات المفتاحية:
المفاعلات النوویة، المفاعلات عالية الحرارة، المفاعلات النوویة الصغیرة المدمجة، تصميم المفاعلات، تحكم المفاعلات، المفاعلات المدمجةالملخص
مع تزايد الاهتمام بمفاهيم المفاعلات المعيارية المدمجة، ظهرت تحديات تصميمية جديدة لصناعة الطاقة النووية إن القدرة على منافسة المفاعلات الصغیرة للمحطات الكبيرة الحجم تعد قضية اقتصادية رئيسية. وتستكشف هذه الدراسة نهجًا جديدًا لتقليل الاعتماد على السموم القابلة للاحتراق الثابتة أثناء فترات التفاعل العالي في تصميم معتدل الجرافيت عالي الحرارة. وتتضمن الطريقة المقترحة تعديل طيف طاقة النيوترون في القلب على مدار دورة الوقود للاستفادة من البلوتونيوم المولد. ويؤدي إزالة جزء من العاكس المركزي إلى تقوية الطيف، مما يزيد من انتاج البلوتونيوم. وفي وقت لاحق، يؤدي إعادة إدخال العاكس إلى تليين الطيف لانشطار المزيد من البلوتونيوم. وهذا يوفر تأثير تخزين نيوتروني في اليورانيوم 238 أثناء انتاج البلوتونيوم. یعتمد قلب الحلقة الصغير إلى حد كبير على العاكس المركزي للنیوترونات الحرارة. ويؤدي إزالته إلى تقليل تدفق النيوترونات الحرارية بالقرب من المركز، مما يؤدي إلى تحويل الانشطار إلى الخارج. إن إعادة إدخاله بعد ذلك يؤدي إلى تحويل الانشطار مرة أخرى إلى المركز للاستفادة من البلوتونيوم المخصب واليورانيوم 235 هناك. تُظهر المحاكاة أن إزالة العاكس يوفر انخفاضًا في التفاعل بمقدار 320 جزء في المليون على مدار الدورة يوفر تراكم البلوتونيوم مادة انشطارية إضافية حتى إعادة إدخال العاكس. أدت هذه الفائدة المزدوجة إلى زيادة أيام الطاقة الكاملة بمقدار 31 يومًا من القابلية الاضافية للانشطار وتقليل أقصى قدرة على حرق الوقود بنسبة 03% أثناء إزالة العاكس.
التنزيلات
المراجع
Atkinson. S, Abram. T.J, & Litskevich. D.B.M, “A Comparison between Beryllium Oxide and Nuclear Graphite in a Small Scale High Temperature Reactor,” unpublished. 2018, V(7), p1897.
Bess. J.D, & Dolphin. B.H, “Evaluation of the Start-Up Core Physics Tests at Japan’s High Temperature Engineering Test Reactor,” 2018.
Burnup Equations,” Nucl. Sci. Eng., vol. 182, pp. 297–318, 2016.
Department for Business, Energy & Industrial Strategy, “Advanced Nuclear Technologies,” 2018.
DECC, “UK Renewable Energy Roadmap,” Carbon N. Y., vol. 5, pp. 293–298, 2011.
Elder, R. and Allen, R. Nuclear Heat for Hydrogen Production Coupling a Very High/High Temperature Reactor to a Hydrogen Production Plant. 2009, 51,PP, 500-525.
Heijna. M.C.R, Groot. S. de, & J.A. Vreeling, “Comparison of Irradiation Behavior of HTR Graphite Grades,” J. Nucl. Mater., vol. 492, pp. 148–156, 2017.
IAEA, “Pathways to 2050—Key Results,” 2018.
IAEA, “High Temperature Gas Cooled Reactor Fuels and Materials,” 2018.
IAEA, “Boiling Water Reactor Simulator with Passive Safety Systems User Manual,” 2018.
IAEA, “Design of the Reactor Core for Nuclear Power Plants—Safety G,” 2018.
IAEA-TECDOC”STATUS OF FAST REACTOR RESEARCH AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT”,1691.
Grimston. M, Nuttall.W.J, & Vaughan. G, “The Siting of UK Nuclear Reactors,” J. Radiol. Prot., vol. 34, pp. R1–R24, 2014.
Leppänen. J.et al., “The Serpent Monte Carlo Code: Status, Development and Applications in 2013,” Ann. Nucl. Energy, vol. 82, pp. 142–150, 2015.
Lohnert. G.H, & Reutler. H, “The Modular HTR—A New Design of High-Temperature Pebble-Bed Reactor,” Nucl. Energy, vol. 22, pp. 197–200, 1983.
Maria. P, “Higher-Order Chebyshev Rational Approximation Method and Application to Burnup Equations,” Nucl. Sci. Eng., vol. 182, pp. 297–318, 2016.
Science Alert, “China Says It’ll Have a Meltdown-Proof Nuclear Reactor Ready by Next Year,” 2018.
Snead. L.L, Contescu. C.I, Byun. T.S, & W. Porter, “Thermo physical Property and Pore Structure Evolution in Stressed and Non-Stressed Neutron Irradiated IG-110 Nuclear Graphite,” J. Nucl. Mater., vol. 476, pp. 102–109, 2016.
UK GOV BAIS, “UK Ratifies the Paris Agreement,” , N. Y., 5,PP 293–298,2018.
Zhang. Z, et al., “The Shandong Shidao Bay 200 MWe High-Temperature Gas-Cooled Reactor Pebble-Bed Module (HTR-PM) Demonstration Power Plant: An Engineering and Technological Innovation,” Engineering, vol. 2, pp. 112–118, 2016.
التنزيلات
منشور
كيفية الاقتباس
إصدار
القسم
الرخصة
الحقوق الفكرية (c) 2025 مجلة آفاق للدراسات الإنسانية والتطبيقية
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
