A xenonlengés reaktorteljesítményre gyakorolt térbeli és időbeli hatásainak vizsgálata véges differencia módszerrel
A xenonlengés a nagy beépített teljesítményű atomreaktorok egyik fontos folyamata, amely során a xenon térbeli és időbeli koncentrációja jelentős mértékben és folyamatosan változik az üzem során. A folyamat lényege, hogy a hasadás során a térben nem egyenletes eloszlással keletkező xenon-135 izotóp (a láncreakció szempontjából erős reaktorméregnek tekinthető hasadási termék) a teljesítményszabályzás során jelentős instabilitásokat eredményezhet, melynek nem megfelelő kezelése a reaktor normál üzemének tekinthető állandósult (kritikus) állapot fenntartását nem biztosítja. A téma motivációját és aktualitását az adja, hogy a jelenleg tervezett és beruházás alatt álló blokkok nagy részénél számolni kell a xenonlengés jelenségével a nagy beépített teljesítmény miatt, amire jó példa a Paks II projekt keretében tervezett új VVER-1200 blokkok esete, ahol a nagy teljesítményhez szükséges megnövekedett reaktorméret, ezen belül is az axiálisan nagyméretű zóna tipikusan érzékeny a nagy mennyiségben nem egyenletesen keletkező xenonkoncentráció változására. Mindezek alapján a nukleáris biztonság garantálása érdekében elengedhetetlen a xenonkoncentráció változásának nyomon követése és leírása, valamint a teljesítményre gyakorolt hatásának kompenzálása.
A kutatás célja a reaktorüzem során kialakuló xenonkoncentráció térbeli és időbeli változásának minél pontosabb szimulációja, továbbá algoritmus fejlesztése a xenon okozta teljesítményváltozás kompenzálására. A probléma leírására alkalmazott modellkörnyezet az egydimenziós, időfüggő diffúzióegyenlet, a későneutron-anyamagok térbeli és időbeli alakulását leíró egyenletek és a hozzájuk csatolt xenon-mérlegegyenletből álló nemlineáris egyenletrendszer. A munkám során véges differencia módszert használva Matlab szoftverkörnyezetben olyan kódot fejlesztek, ami képes megoldani a fent említett egyenletrendszert. A programmal képesek vagyunk vizsgálni a xenonlengés jelenségét, illetve annak hatását a reaktor teljesítményére.
szerző
-
Tóth Zsófia
Fizikus mesterképzési szak (MSc)
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Kis Dániel Péter
egyetemi docens, Atomenergetika Tanszék
