Отчет по анализу безопасности объекта. Ожидаемая аудитория для этого обучения состоит из назначенных, сертифицированных или лицензированных реакторов

1.10 Температурные коэффициенты топлива с обогащением до 70%
Для топливного элемента TRIGA-FLIP загрузка 235 U примерно в 3,5 раза больше, чем у стандартного TRIGA.
элемент, и это приводит к тому, что длина свободного пробега нейтрона в элементе FLIP становится намного короче
(~ 3 мм). По этой причине вероятность выхода нейтронов в топливе невелика.
усиливается при нагревании замедлителя топлива. В топливе TRIGA-FLIP температура
закаленный спектр используется для снижения реактивности за счет взаимодействия с низкой энергией
резонансный материал. Таким образом, эрбий с его двойным резонансом на ~ 0,5 эВ используется в TRIGA-
Топливо FLIP и как горючий яд, и как материал для усиления быстрого негативного воздействия.
температурный коэффициент. Сдвиг нейтронного спектра толкает больше тепловых нейтронов в
167 Э резонанс при повышении температуры топлива, как показано на фиг. 4, где холодный
а также спектры горячего ядра и энергозависимое сечение поглощения для
167 Er. Как и в стандартном сердечнике TRIGA, температурный коэффициент является быстрым, поскольку топливо
тщательно смешивается с большой частью замедлителя и, следовательно, с топливом и твердым замедлителем
температура повышается, одновременно вызывая температурно-зависимый сдвиг спектра.
Для сердечника TRIGA-FLIP влияние структуры ячеек на температурный коэффициент невелико.
Почти весь коэффициент обусловлен температурными изменениями f и η (термическое
коэффициент использования и коэффициент воспроизводства) в пределах активной зоны и ~ 80% этого эффекта составляет
независимо от клеточной структуры. Расчетное начало жизни подсказывающее отрицательное
Температурный коэффициент показан на рисунке 5.
Рисунок 5: Зависимость отрицательного температурного коэффициента от температуры для типичного сердечника TRIGA.
Он сильно зависит от температуры и быстро увеличивается в зависимости от температуры топлива.
из-за постоянно увеличивающегося количества тепловых нейтронов, проталкиваемых в 167 Er
резонанс. Температурный характер температурного коэффициента TRIGA-
Активная зона FLIP выгодна тем, что при достижении нормальной
рабочих температур, но любое значительное повышение средней внутренней температуры приводит к

Стр. 15

15
соответственно увеличенный мгновенный отрицательный температурный коэффициент, который действует как механизм отключения.
(С оперативной точки зрения, среднее число, используемое для быстрого отрицательного
температурный коэффициент для типичного сердечника TRIGA составляет ~ 1 ¢ / ºC [7 × 10 -5 δk / k на ºC]).
Расчеты выгорания, проведенные GA, показывают, что после ~ 3000 МВт-дней эксплуатации 235 U
усредненная по активной зоне концентрация составит ~ 67%, а концентрация 167 Er составит ~ 33%.
жизненных ценностей. Температурный коэффициент для такой активной зоны, включая деление
продукты будут меньше зависеть от температуры, чем коэффициент начала срока службы из-за
значительные потери 167 Er и, как следствие, повышенная прозрачность резонанса ~ 0,5 эВ
области к таким нейтронам.
Интересно, что расчеты выгорания также показывают, что сердечники FLIP изначально потеряют
некоторая реактивность на короткое время, а затем она повысится на ~ 1,5% в течение первого
1500 МВт сут в эксплуатации (см. Рис. 6). Это повышение реактивности в течение первой половины активной зоны.
жизнь возникает из-за несоответствия между выгоранием эрбия и урана. Прирост реактивности за счет
Потери эрбия несколько превышают потерю реактивности из-за выгорания 235 U.
Рисунок 6: Избыточная реактивность холодной активной зоны в зависимости от времени работы активной зоны.
Добавление эрбия в матрицу замедлителя топлива никоим образом не ухудшает химический состав.
механические или ядерные характеристики топлива по сравнению с его
продемонстрированные характеристики в качестве стандартного топлива TRIGA. Основные изменения и последствия
от добавления эрбия:
а) Допуск более высокого обогащения урана для получения активной зоны с гораздо более длительным горением, чем
стандартное топливо TRIGA.
б) Уменьшение времени жизни мгновенных нейтронов по сравнению со стандартной активной зоной (~ 19 мкс против 39 мкс).
Это является результатом более тяжелой загрузки активной зоны урана и эрбия, но не имеет прямого

Стр.16

16
влияние на установившуюся работу. Сокращенный срок службы дает более короткие периоды и
более высокие пиковые мощности во время переходного процесса по сравнению с активной зоной со стандартным топливом
(при условии одинаковой вводимой реактивности и эквивалентного температурного коэффициента).
Однако сокращение срока службы не влияет на выделение энергии или топливо.
температуры во время импульса. Поскольку эксплуатационные пределы системы равны
зависит от температуры топлива, и поскольку это изменение срока службы нейтронов не влияет на топливо
температурах, это не приведет к снижению безопасности системы.
в) Изменение формы мгновенного отрицательного температурного коэффициента в зависимости от
температура. Это наиболее значительное изменение активной зоны с топливом FLIP по сравнению со стандартным.
топлива, и желание иметь максимально возможное доверие к этому параметру было
причина для обширных расчетов и проведения программы внутренних испытаний. Полученные результаты
на основе этих исследований дает расчетный отрицательный температурный коэффициент, который становится
становится все более отрицательным по мере увеличения внутренней температуры (по сравнению с более
почти постоянное значение для стандартного топлива) и имеет среднее значение в течение рабочего
диапазон внутренней температуры (20ºC - 700 ºC), который практически совпадает с коэффициентом для
стандартное ядро. При больших перепадах температуры температурный коэффициент равен
заказываю как стандартное топливо. Почти линейный отклик реактивности активной зоны из-за
изменение температуры требует от оператора обеспечения большей компенсации регулирующей тяги в
выход на полную мощность по сравнению со стандартным ядром, но такая быстрая температура
быстро вводит отрицательную реактивность, пропорциональную изменению температуры во время любого
быстрые переходные процессы питания (см. рис. 7, наглядно демонстрирующий эту характеристику).
Рис. 7: Расчетная пиковая мощность и рост температуры топлива в зависимости от времени во время скачка мощности.

Стр.17

17