Определение эффектов реактивности и их компенсации в малогабаритном жидкометаллическом быстром реакторе малой мощности

Рассмотрена возможность использования в атомных станциях малой мощности в качестве органов регулирования системы управления защитой вращающихся регулирующих бериллиевых барабанов, с поглощающим сектором из карбида бора. Выполнена оценка вклада изменения эффективного коэффициента размножения вследствие термического расширения элементов конструкции (термомеханический эффект реактивности) для малогабаритной ядерной энергетической установки малой мощности на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем. Показано, что термомеханический эффект реактивности вносит наибольший вклад в интегральный мощностной эффект реактивности, определяемый в рамках данной работы как сумма плотностного, температурного (по топливу) и термомеханического эффектов реактивности. Проанализировано влияние термического расширения конструкции на интегральную эффективность регулирующих барабанов рассматриваемой ядерной энергетической установки. Оценено влияние возможного удаления регулирующих барабанов от центра активной зоны с сохранением положения поглощающего сектора относительно оси барабана, связанного с независимым тепловым расширением опор регулирующих барабанов и активной зоны.

Литература

[1] Драгунов Ю.Г., Дунайцев А.А., Ким Д.Д. и др. Концепция передвижной электростанции малой мощности с быстрым газоохлаждаемым реактором. Атомная энергия, 2019, т. 126, вып. 1, с. 3–7.

[2] Литвинов Д.Н., Костарев В.С., Ширманов и др. Малогабаритная АЭС малой мощности с жидкометаллическим теплоносителем для арктических условий. Физика. Технологии. Инновации. VIII Междунар. молодежная науч. конф.: тез. докл. Екатеринбург, УрФУ, 2021, c. 1004–1005.

[3] Кудинов В.В., Куликов Д.Г., Пименов А.О. Автономные атомные энергетические источники малой мощности. Инновации в атомной энергетике: сб. тр. Москва, АО «НИКИЭТ», 2017, с. 27–32.

[4] Кайнова А.В., Сухарев Ю.П., Власичев Г.Н. Реакторные установки сверхмалой мощности. Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2018, № 1, с. 108–116. https://doi.org/10.46960/1816-210X_2018_1_108

[5] Крушельницкий В.Н. Область применения реакторных установок малой мощности. Атомные станции малой мощности: новое направление развития энергетики: сб. тр. Москва, Академ-Принт, 2015, т. 2, с. 50–58.

[6] Fission Surface Power System Initial Concept Definition. NASA Scientific and Technical Information (STI), NASA/TM–2010-216772, Ohio, 2010.

[7] Houts M.G. Nuclear Energy for Space Exploration. NASA, Space Nuclear Power and Propulsion, 2010.

[8] Драгунов Ю.Г., Ромадова Е.Л., Ужанова В.В. и др. Аналитический обзор концепций ядерной энергетической установки для долговременной лунной базы. Проблемы машиностроения и автоматизации, 2013, № 4, с. 98–111.

[9] Belousov V.I., Gurevich M.I., Davidenko V.D. et al. KIR2 software complex for simulation of a stationary and nonstationary particle transport by the Monte Carlo method. Physics of Atomic Nuclei, 2023, vol. 86, no. 8, pp. 1812–1817. https://doi.org/10.1134/S106377882308001X

[10] База данных по теплофизическим свойствам жидкометаллических теплоносителей перспективных ядерных реакторов. Теплофизические свойства жидкого натрия и его пара. URL: https://gsssd-rosatom.mephi.ru/DB-tp-01/Na.php (дата обращения 05.11.2024).

[11] Ганев И.Х. Физика и расчет реактора. Москва, Энергоатомиздат, 1992, 496 с.