A remanens-hő reaktor-tranziensek során történő változásának számítására szolgáló modell fejlesztése
Atomerőművi reaktorok esetében a reaktor pillanatnyi teljesítményét általában az ex core neutrondetektorok jelére alapozva határozzák meg. Mivel az ex-core detektorok a reaktorból (többnyire az aktív zóna külső régióiból) származó neutronok fluxusával arányos jelet adnak, az így meghatározott teljesítményt kalibrálni kell a reaktor tényleges – kalorikus – teljesítményéhez. Utóbbit a reaktor hűtőközeg-áramának és a hűtőközeg felmelegedésének mérésével lehet pontosan meghatározni. A hűtőközeg-felmelegedés mérése azonban csak stabil reaktorállapot esetén ad használható teljesítmény-értéket. Teljesítményváltozással járó tranzienseket követően a hűtőközeg hurkonként történő mérésénél csak több perces átmeneti állapot után áll be az új teljesítményszintnek megfelelő érték a rendszer termohidraulikai tulajdonságai, valamint a hőmérsékletmérések jellemzői miatt.
Ahhoz, hogy a reaktor termikus teljesítményét az ex-core neutrondetektorok jele alapján tranziensek során is megbízhatóan lehessen meghatározni, egy olyan összetett számítási modellre van szükség, amely a neutron-fluxus térbeli eloszlásának és a remanens hőtermelésnek a tranziens alatti időbeli változását is követni tudja. A hasadási termékek és a transzuránok radioaktív bomlásából adódó remanens hőteljesítmény számítása azért fontos, mert a reaktor teljes teljesítményéhez való hozzájárulása egyensúlyi állapotban megközelíti a 8%-ot, tranziensek esetén pedig arányaiban ezt jelentősen meghaladhatja.
A TDK munka egy olyan számítási modell kifejlesztésére irányult, amely a remanens hőtermelődés mértékét a vonatkozó magfizikai adatok alapján, a hasadási termékek és transzuránok keletkezésének, bomlásának és neutronbefogásos transzmutálódásának figyelembevételével pontosan számítani tudja. A tranziens során megváltozó remanens hőteljesítmény számításához az alábbi alakú differenciálegyenletekből álló rendszert kell megoldani:
...
ahol Ni a vizsgált izotóp magsűrűsége, i a bomlási állandója, ia az abszorpciós hatáskeresztmetszete, j i annak a bomlásállandója, hogy j-ből i indexű anyag lesz, j i annak a hatáskeresztmetszete, hogy j-ből i indexű anyag lesz, a fluxus. Ennek az egyenletrendszernek a numerikus megoldásához a MATLAB programot használtam. A dolgozatban a számítási modellt és annak néhány tranziensre való alkalmazását mutatom be.
szerző
-
Bucz Gábor
fizika
nappali
