|
1. ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРИГА-РЕАКТОРА.
1.1 История реакторов TRIGA
В начале 1950-х годов американская компания General Atomics (GA), расположенная в Сан-Диего,
Калифорния, разработала небольшой исследовательский реактор, который
• был бы изначально безопасным
• гибок в эксплуатации и относительно недорого
• позволил большое количество разнообразных экспериментов
• использовался низкообогащенный уран.
На Первой Женевской конференции по использованию атомной энергии в мирных целях в 1955 г.
Представлен реактор типа TRIGA (Учебный, Исследовательский, Производство изотопов General Atomic).
публике. В течение следующих десятилетий около 60 реакторов TRIGA были
построены по всему миру. Было выпущено три базовых модели TRIGA:
• Mark-I: подземный бассейн без балочных труб.
• Mark-II: надземный резервуар с несколькими балочными трубами.
• Mark-III: наземный овальный резервуар с подвижным сердечником.
Краткое описание трех типов реакторов TRIGA и список всех всемирных реакторов TRIGA
введенные в эксплуатацию реакторы (некоторые из них уже выведены из эксплуатации) приведены в
Приложение 1.
1.2 Критическая масса реактора TRIGA
Критичность типичного реактора TRIGA Mark II обычно достигается при использовании около 57 стандартных (низкий
обогащенные <20%) твэлы TRIGA (около 2 кг 235 U). Чтобы обеспечить работу с большей мощностью
(> 100 кВт) добавлено больше тепловыделяющих элементов и несколько графитовых отражательных элементов во внешнем
кольца основной решетки пластины. Это добавленное топливо создает избыточную реактивность активной зоны, которая может быть
ограничивается примерно 2 $ в зависимости от конкретной лицензии на такой реактор. Типичная загрузка ядра
Схема реактора с кольцевой сеткой показана на рисунке 1. Более поздние конструкции активной зоны TRIGA
будет использовать шестиугольную, а не круглую конструкцию для лучшего теплового и гидравлического
характеристики.
Уран-235 расходуется при работе любого реактора, количество или степень выгорания зависит от
от мощности реактора. Для типичного реактора TRIGA мощностью 250 кВт, работающего около 200 дней,
в год, 8 часов в день, потребление U-235 составляет примерно 20 граммов в год. Стандарт
Расчеты физики реактора показывают, что на 1 МВт · сут (или 24000 кВт · ч) тепловой мощности
производство 1,25 грамма U-235 расходуется на большинство реакторов. Опыт показал, что
для хорошо используемого реактора TRIGA мощностью 250 кВт необходимо добавлять примерно один топливный элемент на каждые
второй год на компенсацию потери реактивности из-за выгорания топлива в активной зоне; поэтому для
За 40 лет эксплуатации нужно добавить около 20 твэлов. Может быть больше топлива
требуется для компенсации реактивности, вызванной постановкой больших экспериментов.
С момента разработки оригинальных реакторов типа TRIGA в середине пятидесятых годов, новые типы реакторов
Разработаны тепловыделяющие элементы TRIGA. Существенным изменением была замена (в
конструкция) алюминиевый материал облицовки из нержавеющей стали (SST). Поэтому многие TRIGA
реакторы могут работать со смешанной активной зоной с различными типами твэлов в активной зоне.
5
Рисунок 1: Стандартное ядро TRIGA
6
Среди элементов SST существует несколько различных видов топлива, наиболее часто встречающиеся в
реакторы сегодня производятся с обогащением <20% (стандартная SST), а реакторы с
Обогащение приблизительно 70% ( так называемый FLIP = F UEL л ifetime я mprovement Р rogram).
Подробная информация об этих различных типах топлива приведена в Таблице 1. Относительно недавно, Общие
Атомикс разработал и сертифицировал новое низкообогащенное топливо с высоким содержанием урана (столь же высоким
как 30 мас.%) для замены топлива FLIP. Постепенно исследовательские реакторы FLIP перейдут на низкоэнергетические.
топливо с обогащенным ураном (НОУ) из-за озабоченности по поводу распространения ядерного оружия во всем мире. Этот новый
Топливо с НОУ содержит более высокое содержание урана, что обеспечивает длительный срок службы топлива без высокого обогащения.
Кроме того, General Atomics произвела топливо TRIGA с меньшим диаметром для большей
(> 3 МВт) операций.
Материалы отражателя нейтронов вокруг активной зоны и отсутствие или наличие графита
элементы отражателя в пустых топливных позициях также достаточно сильно влияют на критическую массу реактора.
Замена графита на водоотражатель на TRIGA Mark II увеличивает критическую массу
(требуется больше топлива) примерно на 25%. Добавление кольца графитовых элементов отражателя в G-кольцо
(внешнее кольцо решетчатой пластины) вокруг отверстия керна, отраженного от воды, уменьшит количество топлива
необходимо для критичности примерно на 10%.
Тип топливного элемента
102
104
110 (ПОВОРОТ)
Топливный замедлитель
материал
U-ZrH 1.0
U-ZrH 1,65
U-ZrH 1,65
Содержание урана
(мас.%)
8,5
8,5
8,5
Обогащение (%)
20
20
70
Среднее содержание 235 U
(г)
38
38
136
Горючий яд
SMO 3 -дисков
никто
Эрбий 1,6 мас.%
Диаметр топлива
мясо
35,8 мм
36,3 мм
36,3 мм
Длина топливного мяса
35,6 мм
38,1 мм
38,1 мм
Графитовый отражатель
длина
10,2 мм
8,73 мм
8,81 мм
Материал облицовки
АЛ-1100Ф
304 SS
304 SS
Толщина покрытия
0,76 мм
0,51 мм
0,51 мм
Таблица 1: Основные параметры конструкции твэлов
Do'stlaringiz bilan baham: |
