ALLEGRO zónaszámítások
A gázhűtéses gyorsreaktor (Gas-Cooled Fast Reactor, GFR) egyike a negyedik generációs reaktorkoncepcióknak. A negyedik generációs reaktorok a gyorsneutron-spektrum és a zónából kilépő hűtőközeg magas hőmérséklete révén biztosíthatják majd a nukleáris technológia fenntarthatóságát. A GFR esetében például várhatóan 43-48% termikus hatásfok érhető majd el. Az ALLEGRO egy 75 MW termikus teljesítményű demonstrációs célú reaktor lesz, amely működésének célja a GFR technológia tesztelése. Így a jövőben megépülhet egy elektromos áramot termelő, 2400 MWth teljesítményű prototípus reaktor (GFR2400).
A munkám során az ALLEGRO reaktorra végeztem számításokat a Serpent nevű három dimenziós, folytonos energiájú Monte Carlo elvű reaktorfizikai kóddal. A program segítségével egyszerűen lehet térben homogenizált csoportállandókat generálni, melyeket determinisztikus reaktorszámításokhoz lehet használni. Ezen kívül lehetőség van részletes kiégés-számításra is.
Elkészítettem a Serpent programhoz az ALLEGRO zóna geometriájának leírását, valamint megismerkedtem a számítási lehetőségekkel. Kiszámítottam az aktív zóna különböző állapotaira az effektív sokszorozási tényezőket. Meghatároztam a kritikus rúdpozíciót, majd ebben az állapotban vizsgáltam a teljesítmény-eloszlást. Vizsgálatokat végeztem arra vonatkozóan, hogy a zóna egyes elemeinek hőmérsékletváltozása milyen hatással van a reaktivitásra. A számítások alapján megadtam néhány reaktivitástényező értékét.
A zóna egyes tartományaira homogenizált csoportállandókat generáltam 9, 17 és 33 energiacsoportban. Az MTA EK Reaktoranalízis Laboratóriumában fejlesztett KIKO3DMG nevű nodális diffúziós kóddal szintén végeztem számításokat, a Serpent által generált csoportállandók felhasználásával. A kapott eredményeket összehasonlítottam, illetve további vizsgálatokat végeztem annak meghatározására, hogy a csoportállandó-generálás, valamint a KIKO3DMG számításai mennyire helyesek.
Végeztem kiégés számításokat, majd vizsgáltam az üzemanyag izotóp összetétel változásának hatásait. Ezen eredményeket felhasználva javaslatot tettem egy új zónakonfigurációra, amely jobb biztonsági paraméterekkel rendelkezik.
szerző
-
Batki Bálint
Fizikus mesterképzési szak (MSc)
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Czifrus Szabolcs
egyetemi docens, Nukleáris Technika Tanszék
