Ценим
ПРОШЛОЕ,
работаем
на БУДУЩЕЕ

Экскурсии на Первую в мире АЭС

Научная информация

Книги, препринты, материалы конференций

Исследования влияния спектральных и гетерогенных эффектов на эффективность выжигания минорных актинидов

УДК 621.039

Читать препринт полностью

Авторы

Коробейников В.В., Колесов В.В., Михалёв А.В., Пупко Л.П.

Аннотация

Проведены теоретические исследования спектральных и гетерогенных эффектов для повышения эффективности выжигания минорных актинидах в реакторе на быстрых нейтронах типа БН-600. В рамках исследований решены следующие задачи:
- Проведены расчёты активных зон быстрых реакторов с топливом U-238+Am-241 и Th-232+Am-241 для выжигания Am-241;
- Оценено влияние спектральных эффектов на разные варианты выжигания Am-241 в реакторе типа БН-600;
- Рассчитаны эффекты гетерогенности при выжигании Am-241 в реакторе на быстрых нейтронах с уран-ториевым топливом;
- Проведено моделирование выжигания минорных актинидов при разных способах их размещения в реакторе типа БН-600 показало наиболее эффективные пути утилизации минорных актинидов;
Исследована эффективность выжигания Am-241 в быстро-тепловой системе на основе реактора типа БН-600.

Ключевые слова

трансмутация, выжигание минорных актинидов, отработавшее топливо, радиоактивность, биологическая опасность, хранение отработавшего топлива, спектр нейтронов, гетерогенность.

Список литературы

  1. Bergelson B., Gerasimov A., Zaritskaya T., Kiselev G., Volovik A. DECAY HEAT POWER AND RADIOTOXICITY OF SPENT URANIUM, PLUTONIUM AND THORIUM FUEL AT LONG-TERM STORAGE. Beijing: SMiRT18, 2005, 18th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology.
  2. Salvatores M., Slessarev I., Uematsu M. A Global Physics Approach to Transmutation of Radioactive Nuclei // Nuclear Science and Engineering. 1994, vol. 116, pp. 1–18.
  3. Japan Atomic Energy Agency – Nuclear Data Center. Japanese standard library for fast breeder reactors, thermal reactors, fusion neutronics and shielding calculations, and other applications (JENDL-4.0). JAEA-NDC, 2010. – URL: https://wwwndc.jaea.go.jp/jendl/j40/j40.html. (дата обращения 12.09.2022)
  4. OECD NEA. French R&D on the Partitioning and Transmutation of Long- lived Radionuclides: An International Peer Review of the 2005 CEA Report. Papers: OECD Publishing, 2006.
  5. Oak Ridge National Laboratory. Preliminary Multicycle Transuranic Actinide Partitioning-Transmutation Studies. 2007. ORNL/TM-2007/24.
  6. Naoyuki Takaki. Neutronic potential of water cooled reactor with actinide closed fuel cycle // Progress in Nuclear Energy, 2000, vol. 37, pp. 1–4.
  7. Kloosterman, J.L. Multiple Recycling of Plutonium in Advanced PWRs // Netherlands Energy Research Foundation (ECN), 1998.
  8. Gilles Youinou. Plutonium Multirecycling in Standard PWRs Loaded with Evolutionary Fuels // Nuclear Science and Engineering: the journal of the American Nuclear Society. – 2005 – V. 151.
  9. Atomic Energy of Canada Limited (AECL). Scenarios for the Transmutation of Actinides in CANDU Reactors : Company WIDE. Ontario: AECL, 2010. CW-123700-CONF-010.
  10. Kostadin Zashev. Transmutation of VVER-1000 Spent Nuclear Fuel in Candu Reactors / София: ЕНЕРГИЕН ФОРУМ 2017.
  11. Prunier C, Boussard F, Koch L, Coquerelle M. Some Specific Aspects of Homogeneous Americium- and Neptunium- Based Fuels Transmutation through the Outcomes of the SUPERFACT Experiment in Phenix Fast Reactor // Nuclear Technology, 119, 1997, p. 141–147. JRC15648.
  12. Guillaumont, R. The Bataille's law: scientific research for nuclear wastes in France. L'Actualité chimique, 2005.
  13. Jean-Marc Bonnerot, et al. First Results of the Irradiation Program of Inert Matrices, Targets and Fuels for Minor Actinides Transmutation in Fast Reactor. – Montpellier, 2008.
  14. Chichester J. M. et al. Overview of the FUTURIX-FTA Irradiation Experiment in the Phénix Reactor. Heather. Paris: Global 2015, 2015. P 5268/
  15. Idaho National Laboratory. Postirradiation Examination of FUTURIX-FTA metallic alloy experiments. Idaho: INL, 2019. INL/JOU-18-52239-Revision-0.
  16. The EBR-II X501 Minor Actinide Burning Experiment. Idaho: INL, 2008. INL/CON-08-13828 PREPRINT.
  17. Tomonori Soga, Takashi Sekine, Kosuke Tanaka, Ryoichi Kitamura, Takafumi Aoyama. Irradiation Test of Fuel Containing Minor Actinides in the Experimental Fast Reactor Joyo. Journal of Power and Energy Systems, 2008. ISSN: 1881-3062.
  18. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY (IAEA). Status of Minor Actinide Fuel Development. VIENNA: IAEA, 2009. No. NF-T-4.6.
  19. Погляд С.С. Реализация проекта ЕОТП и опыт фабрикации топлива с минорными актинидами : Доклад / Отраслевой семинар «Технологии фракционирования и трансмутации минорных актинидов. Достижения и перспективы развития», Москва, 2019.
  20. International Atomic Energy Agency (IAEA). Advanced Reactor Technology Options for Utilization and Transmutation of Actinides in Spent Nuclear Fuel. Vienna: IAEA, 2009. IAEA-TECDOC-1626.
  21. Гулевич А.В., Елисеев В.А., Клинов Д.А., Коробейникова Л.В., Крячко М.В., Першуков В.А., Троянов В.М. Возможность выжигания америция в быстрых реакторах // Атомная энергия. – 2020. – Т.128. – C.82–87.
  22. Косякин Д.А., Коробейников В.В., Стогов В.Ю. Исследование зависимости эффективности трансмутации Am-241 от энергетической структуры плотности нейтронного потока : Препринт ФЭИ – 3294 / Обнинск, АО «ГНЦ РФ-ФЭИ», 2021. 32 с.
  23. Коробейников В.В., Колесов В.В., Игнатьев И.А. Расчётное моделирование выжигания минорных актинидов в реакторе на быстрых нейтронах   с   топливом   без   урана   и   плутония    :    Препринт    ФЭИ – 3299 / Обнинск, АО «ГНЦ РФ-ФЭИ», 2022. – 38 с.
  24. Коробейников В.В., Колесов В.В., Каражелевская Ю.Е., Терехова А.М. Исследование возможности выжигания минорных актинидов в быстром реакторе с металлическим топливом на основе только минорных актинидов // Вопросы атомной науки и техники. Серия Ядерные константы. – 2020. – Вып.1. – С. 59–68.
  25. Мосеев А.Л., Декусар В.М., Коробейников В.В., Елисеев В.А. Исследования потенциала двухкомпонентной системы ЯЭ в разных условиях её развития // Вопросы атомной науки и техники. Серия Ядерные константы. – 2019. – Вып.2. – С.189–205.
  26. Коробейников В.В., Колесов В.В., Каражелевская Ю.Е., Терехова А.М. Исследования возможности выжигания и трансмутации Am-241 в реакторе с америциевым топливом // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2019. – Вып. 2. – С. 153–163.
  27. Декусар В.М., Зродников А.В., Елисеев В.А., Мосеев А.Л. К вопросу накопления и реакторной утилизации америция в ядерной энергетике // Вопросы атомной науки и техники. Серия Ядерные константы. – 2019. – Вып.1. – С. 215–222.
  28. BN-600 MOX core benchmark analysis results from phases 4 and 6 of a coordinated research project on updated codes and methods to reduce the calculational uncertainties of the lmfr reactivity effects. IAEA-TECDOC- 1700. International atomic energy agency Vienna, 2013.
  29. Alekseev P., Vasiliev А., Mikityuk K., Subbotin S., Fomichenko P., Schepetin Т. “Lead-bismuth reactor RBEC: optimization of conceptual decisions”. Preprint IAE-6229/4. – 2001.

Препринт ФЭИ-3300. Обнинск, АО «ГНЦ РФ – ФЭИ», 2022. 38 с.