Rozkład mocy w strefie paliwowej

Rozkład mocy w strefie paliwowej zarówno w kierunku osiowym jak też radialnym należy do najistotniejszych parametrów pracy reaktorów rozszczepieniowych. Z całą pewnością będzie on równie ważny dla omawianego reaktora hybrydowego, co wynika z faktu, że obszar paliwa rozszczepialnego obarczony jest ciężarem produkcji energii potrzebnej na pokrycie strat w plaźmie oraz energii zużywanej do utrzymania ruchu elektrowni. Ponadto jedna z ważniejszych pobudek budowy i eksploatacji takiego urządzenia opiera się na produkcji energii netto, a następnie jej sprzedaży w celu zwrotu nakładów inwestycyjnych oraz wypracowania zysku netto. Stąd suma energii wydzielonej z reakcji jądrowych (synteza i rozszczepienie) musi zapewnić pokrycie zapotrzebowania dla tych trzech obszarów. Zalet pozytywnego wpływu równomiernego rozkładu mocy w strefie rozszczepieniowej nie trzeba specjalnie podkreślać. Warto jednak przypomnieć, iż do najważniejszych zalet równomiernego rozkładu mocy w omawianym reaktorze hybrydowym typu „Mirror” należą: wpływ na warunki chłodzenia pierwszej ściany (symetria osiowa), równomierne wypalanie paliwa zarówno w kierunku osiowym jak i radialnym, pozytywny wpływ na rozkład naprężeń cieplnych w pierwszej ścianie (osiowa symetria rozkładu temperatur), a w przypadku orientacji pionowej wyrównane konwekcyjne siły wyporu chłodziwa w całym przekroju strefy rozszczepieniowej wspomagające proces pompowania chłodziwa. Cechy te pozwalają na poprawę niektórych warunków/parametrów pracy reaktora, co daje możliwość wydłużenia okresu ciągłej pracy urządzenia, oraz pozwala zredukować ryzyko potencjalnych usterek. To w połączeniu z powszechnym w ostatnich latach podejściem do tematu utrzymania ruchu w instalacjach przemysłowych [49], zakładającym prowadzenie działań prewencyjnych mających na celu możliwie szybkie i wczesne wykrycie nieprawidłowości (o ile jest to możliwe), a następnie podjęcie działań zapobiegawczych w celu wyprzedzenia prawdopodobnej usterki procentuje redukcją ryzyka awarii, ograniczeniem liczby koniecznych przerw technicznych (serwisowych) oraz skutków tych zdarzeń (co jest szczególnie ważne dla maszyn oraz procesów o kluczowym znaczeniu).

66

W nawiązaniu do przytoczonych powyżej argumentów wykonane zostały obliczenia mające na celu ustalenie takiej konfiguracji strefy paliwowej, która w zadowalającym stopniu spełniłaby zakładany cel. Początkowy skład paliwa wykorzystany na wstępnym etapie badań pokazany jest w tabeli 2.1. Jednak wstępne obliczenia wymusiły wykonanie zmian polegających na odpowiednim doborze składu pierwiastkowego (izotopowego), aby uzyskać możliwie jednorodny rozkład mocy w kierunku radialnym (rozkład pokazany na rys. 3.8), a następnie w kierunku osiowym. W konsekwencji tych działań skład paliwa uzyskał postać prezentowaną w tabeli 3.4.

Rysunek 3.8. Uśredniony radialny rozkład mocy na jednostkę długości pręta przy nominalnej mocy cieplnej 3GW.

67

Tabela 3.4. Wstępnie dobrany początkowy skład paliwa w centralnej części prętów poszczególnych stref części rozszczepieniowej (masy podane dla długości części centralnej wynoszącej 500cm).

strefa 1 strefa 2 strefa 3

Izotop gęstość atomowa [atoms/A3] gęstość [g/cm3] ^{masa [g]} gęstość atomowa [atoms/A3] gęstość [g/cm3] ^{masa [g]} gęstość atomowa [atoms/A3] gęstość [g/cm3] ^{masa [g]}

16O 4,42E-02 1,17 4,42E+05 4,42E-02 1,17 5,15E+05 4,42E-02 1,17 8,84E+05

237Np 1,83E-03 0,72 2,71E+05 1,44E-03 0,57 2,49E+05 1,05E-03 0,41 3,12E+05 238Pu 3,45E-04 0,14 5,13E+04 4,31E-04 0,17 7,49E+04 5,18E-04 0,20 1,54E+05 239Pu 4,83E-03 1,92 7,22E+05 6,04E-03 2,40 1,05E+06 7,25E-03 2,87 2,17E+06 240Pu 2,76E-03 1,10 4,14E+05 3,45E-03 1,37 6,04E+05 4,14E-03 1,65 1,24E+06 241Pu 1,10E-03 0,44 1,66E+05 1,38E-03 0,55 2,42E+05 1,65E-03 0,66 4,97E+05 242Pu 1,10E-03 0,44 1,66E+05 1,38E-03 0,55 2,43E+05 1,65E-03 0,66 4,99E+05 241Am 5,50E-03 2,20 8,29E+05 4,33E-03 1,73 7,62E+05 3,17E-03 1,27 9,54E+05 242mAm 3,67E-05 0,01 5,55E+03 2,89E-05 0,01 5,10E+03 2,11E-05 0,01 6,39E+03 243Am 4,58E-03 1,85 6,96E+05 3,61E-03 1,46 6,40E+05 2,64E-03 1,06 8,01E+05

Następnie po dokonaniu modyfikacji otrzymanego składu (tabela 3.4) polegającej na zwiększeniu ilości rzadkich aktynowców przy jednoczesnym uszczupleniu ilości izotopów rozszczepialnych powstał skład paliwa prezentowany w tabeli 3.5.

Tabela 3.5. Wstępnie dobrany skład paliwa w końcowych odcinkach prętów poszczególnych stref części rozszczepieniowej (masy podane dla skrajnych odcinków prętów o długości 150cm).

strefa 1 strefa 2 strefa 3

Izotop gęstość atomowa [atoms/A3] gęstość [g/cm3] ^{masa [g]} gęstość atomowa [atoms/A3] gęstość [g/cm3] ^{masa [g]} gęstość atomowa [atoms/A3] gęstość [g/cm3] ^{masa [g]}

16O 4,42E-02 1,17 4,42E+05 4,42E-02 1,17 5,15E+05 4,42E-02 1,17 8,84E+05

237Np 2,56E-03 1,01 3,80E+05 2,02E-03 0,79 3,49E+05 1,48E-03 0,58 4,37E+05 238Pu 1,82E-04 0,07 2,71E+04 3,03E-04 0,12 5,26E+04 4,24E-04 0,17 1,26E+05 239Pu 2,55E-03 1,01 3,81E+05 4,24E-03 1,68 7,40E+05 5,93E-03 2,35 1,77E+06 240Pu 1,46E-03 0,58 2,19E+05 2,42E-03 0,97 4,24E+05 3,39E-03 1,35 1,02E+06 241Pu 5,81E-04 0,23 8,76E+04 9,66E-04 0,39 1,70E+05 1,35E-03 0,54 4,07E+05 242Pu 5,81E-04 0,23 8,80E+04 9,66E-04 0,39 1,71E+05 1,35E-03 0,54 4,09E+05 241Am 7,70E-03 3,08 1,16E+06 6,07E-03 2,43 1,07E+06 4,43E-03 1,77 1,34E+06 242mAm 5,14E-05 0,02 7,77E+03 4,05E-05 0,02 7,15E+03 2,96E-05 0,01 8,95E+03 243Am 6,41E-03 2,59 9,74E+05 5,05E-03 2,04 8,95E+05 3,69E-03 1,49 1,12E+06

68

Paliwo o składzie prezentowanym w tabeli 3.5 zostało umieszczone w końcowych odcinkach prętów paliwowych. Celem takiego postępowania było uzyskanie jednorodnego rozkładu mocy wzdłuż prętów. Bazując na kompozycjach paliwa zestawionych w tabelach 3.4 oraz 3.5 wykonano szereg obliczeń polegających między innymi na poszukiwaniu optymalnych długości końcowych odcinków prętów oraz składu paliwa pozwalającego na wyrównanie rozkładu mocy w kierunku osiowym. W związku z dużą ilością wykonanych symulacji na rysunkach 3.9 do 3.11 pokazane zostały jedynie wybrane wyniki, w których centralna część pręta poszczególnych stref (reprezentowana przez współrzędne na wykresie odpowiednio w zakresach: 50 … 400cm, 100 … 400cm oraz 150 … 400cm) zawierała paliwo o składzie prezentowanym w tabeli 3.4, natomiast końcowy odcinek pręta (reprezentowany przez współrzędne na wykresie odpowiednio w zakresach: 0 … 50cm, 0 … 100cm oraz 0 … 150cm) zawierał paliwo o składzie podanym w tabeli 3.5 (wykresy pokazują wyniki dla połowy długości ze względu na symetrię rozkładu mocy). Zmiany wartości keff podczas zmian długości końcowego odcinka zawierającego zmodyfikowane paliwo (tabela 3.5) zawierały się w przedziale: 0,901 … 0,899 (odpowiednio do długości odcinków końcowych wynoszących: 50 … 150cm).

Rysunek 3.9. Rozkład mocy na jednostkę długości pręta przy nominalnej mocy cieplnej 3GW (paliwo zmodyfikowane dla końcowych odcinków prętów odpowiadających współrzędnym 0 … 50cm).

69

Rysunek 3.10. Rozkład mocy na jednostkę długości pręta przy nominalnej mocy cieplnej 3GW (paliwo zmodyfikowane dla końcowych odcinków prętów odpowiadających współrzędnym 0 … 100cm).

Rysunek 3.11. Rozkład mocy na jednostkę długości pręta przy nominalnej mocy cieplnej 3GW (paliwo zmodyfikowane dla końcowych odcinków prętów odpowiadających współrzędnym 0 … 150cm).

70

Otrzymane wyniki wskazują na bardzo dużą różnicę mocy wydzielanej na jednostkę długości pręta otrzymaną w części centralnej oraz w końcowych odcinkach prętów. Świadczy to o przeszacowaniu i zbyt dużym wzbogaceniu składu paliwa w aktynowce w końcowych odcinkach prętów. W związku z powyższym należało dokonać poszukiwania składu paliwa pozwalającego na wyrównanie rozkładu mocy poprzez manipulację udziałami poszczególnych pierwiastków. Realizacja tego zadania polegała na stopniowym zmniejszaniu udziału rzadkich aktynowców oraz zwiększeniu udziału izotopów rozszczepialnych. Wielokrotne próby z różnymi składami pierwiastkowymi doprowadziły ostatecznie do otrzymania składu paliwa przewidywanego do końcowych odcinków prętów, który dawał zadowalające rezultaty. Otrzymany tą metodą skład paliwa prezentowany jest w tabeli 3.6. Skład w centralnym obszarze prętów pozostał niezmieniony, a więc zgodny z prezentowanym w tabeli 3.4.

Tabela 3.6. Zmodyfikowany skład paliwa w końcowych odcinkach prętów poszczególnych stref części rozszczepieniowej(masy podane dla skrajnych odcinków prętów o długości 150cm).

strefa 1 strefa 2 strefa 3

Izotop gęstość atomowa [atoms/A3] gęstość [g/cm3] ^{masa [g]} gęstość atomowa [atoms/A3] gęstość [g/cm3] ^{masa [g]} gęstość atomowa [atoms/A3] gęstość [g/cm3] ^{masa [g]}

16O 4,42E-02 1,17 4,42E+05 4,42E-02 1,17 5,15E+05 4,42E-02 1,17 8,84E+05

237Np 2,01E-03 0,79 2,98E+05 1,59E-03 0,62 2,74E+05 1,16E-03 0,46 3,43E+05 238Pu 3,04E-04 0,12 4,53E+04 3,99E-04 0,16 6,93E+04 4,94E-04 0,20 1,47E+05 239Pu 4,26E-03 1,69 6,37E+05 5,59E-03 2,22 9,74E+05 6,92E-03 2,74 2,07E+06 240Pu 2,43E-03 0,97 3,65E+05 3,19E-03 1,27 5,59E+05 3,95E-03 1,57 1,19E+06 241Pu 9,70E-04 0,39 1,46E+05 1,27E-03 0,51 2,24E+05 1,58E-03 0,63 4,75E+05 242Pu 9,70E-04 0,39 1,47E+05 1,27E-03 0,51 2,25E+05 1,58E-03 0,63 4,77E+05 241Am 6,05E-03 2,42 9,12E+05 4,77E-03 1,91 8,38E+05 3,48E-03 1,39 1,05E+06 242mAm 4,04E-05 0,02 6,11E+03 3,18E-05 0,01 5,61E+03 2,32E-05 0,01 7,03E+03 243Am 5,04E-03 2,03 7,65E+05 3,97E-03 1,60 7,04E+05 2,90E-03 1,17 8,81E+05

Na rysunkach 3.12 do 3.14 widoczne są rezultaty obliczeń z zastosowaniem paliwa, którego skład podany został w tabelach 3.4 oraz 3.6.

71

Rysunek 3.12. Rozkład mocy na jednostkę długości pręta przy nominalnej mocy cieplnej 3GW (paliwo zmodyfikowane dla końcowych odcinków prętów odpowiadających współrzędnym 0 … 50cm).

Rysunek 3.13. Rozkład mocy na jednostkę długości pręta przy nominalnej mocy cieplnej 3GW (paliwo zmodyfikowane dla końcowych odcinków prętów odpowiadających współrzędnym 0 … 100cm).

72

Rysunek 3.14. Rozkład mocy na jednostkę długości pręta przy nominalnej mocy cieplnej 3GW (paliwo zmodyfikowane dla końcowych odcinków prętów odpowiadających współrzędnym 0 … 150cm).

Prezentowane wyniki przekonują do pozostawienia składu paliwa prezentowanego w tabelach 3.4 oraz 3.6 jako wyjściowego do dalszych obliczeń. Należy tutaj podkreślić, że kształt krzywej rozkładu mocy nie stanowi kryterium akceptacji składu i rozmieszczenia paliwa. Jednak biorąc pod uwagę pomijalny wpływ dokonanych zmian na inne ważne parametry reaktora (keff, całkowita moc, rozkład strumienia neutronów, …) można zaakceptować taki sposób postępowania. Warto zwrócić uwagę na obecność maksimum rozkładu mocy dobrze widoczną na rys. 3.9 oraz 3.12, które koreluje z rozkładem neutronów źródłowych (rys. 2.8 oraz 3.1), co świadczy o większej skuteczności rozszczepień i większym mnożeniu neutronów w obszarach, gdzie strumień neutronów 14MeV jest wyraźnie większy. Analiza wyników przedstawionych na rys. 3.12 do 3.14 wskazuje, że wydłużenie końcowych obszarów prętów paliwowych wpływa korzystnie na wyrównanie rozkładu mocy wzdłuż pręta. Wynika z niej również, iż długość końcowych obszarów prętów wynosząca 150cm daje zadowalające wyniki w tym względzie. Niestety pewne efekty związane z geometrią układu są nie do uniknięcia, co objawia się szczególnie w obszarze opadania krzywej rozkładu mocy na końcach prętów paliwowych.

73

W dalszej części pracy przedstawione zostały wyniki obliczeń cieplnych, które pokazały, iż stal nie nadaje się na materiał konstrukcyjny pierwszej ściany i wymusiły poszukiwanie alternatywnego materiału do zastosowania w jej zastępstwie. Cechami charakteryzującymi ten materiał powinny być głównie: dobra przewodność cieplna oraz wysoka temperatura topnienia. Jednym z kandydatów posiadających te cechy jest z pewnością wolfram [50], a także jego stopy. Niestety posiada on niekorzystne właściwości jądrowe, mianowicie znaczne przekroje czynne na wychwyt neutronów, jednak uzyskane w obliczeniach cieplnych wyniki nie pozostawiają większej swobody wyboru. Zastosowanie wolframu w miejsce dotychczasowego materiału pierwszej ściany spowodowało zmianę keff

z początkowej wartości 0,9 do 0,85. Spadek wartości keff wraz z potrzebą spełnienia założeń projektowych wymusił zmiany w składzie paliwa. Unieważniło to w pewnym sensie wyniki poprzednich obliczeń, aczkolwiek wiedza zdobyta w ten sposób jest niezwykle pouczająca i cenna. Tok postępowania podczas obliczeń z nowym materiałem pierwszej ściany został przyjęty analogicznie jak podczas obliczeń omawianych wcześniej, z uwzględnieniem dodatkowego kryterium polegającego na spełnieniu warunku keff ≈ 0,9. Warunek ten został wstępnie spełniony przez paliwo o składzie pokazanym w tabeli 3.7, które początkowo wypełniało całe pręty.

Tabela 3.7. Przyjęty skład paliwa w centralnej części prętów poszczególnych stref części rozszczepieniowej (pierwsza ściana z wolframu, masy podane dla długości części centralnej wynoszącej 500cm).

strefa 1 strefa 2 strefa 3

Izotop gęstość atomowa [atoms/A3] gęstość [g/cm3] ^{masa [g]} gęstość atomowa [atoms/A3] gęstość [g/cm3] ^{masa [g]} gęstość atomowa [atoms/A3] gęstość [g/cm3] ^{masa [g]}

16O 4,42E-02 1,17 4,42E+05 4,42E-02 1,17 5,15E+05 4,42E-02 1,17 8,84E+05

237Np 1,67E-03 0,66 2,48E+05 1,25E-03 0,49 2,16E+05 8,21E-04 0,32 2,43E+05 238Pu 3,80E-04 0,15 5,65E+04 4,74E-04 0,19 8,23E+04 5,69E-04 0,22 1,69E+05 239Pu 5,31E-03 2,11 7,94E+05 6,64E-03 2,63 1,16E+06 7,97E-03 3,16 2,38E+06 240Pu 3,04E-03 1,21 4,56E+05 3,80E-03 1,51 6,64E+05 4,55E-03 1,81 1,37E+06 241Pu 1,21E-03 0,48 1,82E+05 1,51E-03 0,61 2,66E+05 1,82E-03 0,73 5,47E+05 242Pu 1,21E-03 0,49 1,83E+05 1,51E-03 0,61 2,67E+05 1,82E-03 0,73 5,49E+05 241Am 5,03E-03 2,01 7,58E+05 3,75E-03 1,50 6,59E+05 2,47E-03 0,99 7,43E+05 242mAm 3,36E-05 0,01 5,08E+03 2,50E-05 0,01 4,42E+03 1,65E-05 0,01 4,98E+03 243Am 4,19E-03 1,69 6,37E+05 3,12E-03 1,26 5,54E+05 2,05E-03 0,83 6,24E+05

74

Następnie skład widoczny w tabeli 3.7 został zmodyfikowany w celu przygotowania paliwa przewidzianego do końcowych odcinków prętów paliwowych i jest pokazany w tabeli 3.8.

Tabela 3.8. Wstępnie dobrany skład paliwa w końcowych odcinkach prętów poszczególnych stref części rozszczepieniowej (pierwsza ściana z wolframu, masy podane dla skrajnych odcinków prętów o długości

150cm).

strefa 1 strefa 2 strefa 3

Izotop gęstość atomowa [atoms/A3] gęstość [g/cm3] ^{masa [g]} gęstość atomowa [atoms/A3] gęstość [g/cm3] ^{masa [g]} gęstość atomowa [atoms/A3] gęstość [g/cm3] ^{masa [g]}

16O 4,42E-02 1,17 4,42E+05 4,42E-02 1,17 5,15E+05 4,42E-02 1,17 8,84E+05

237Np 2,34E-03 0,92 3,47E+05 1,75E-03 0,69 3,02E+05 1,15E-03 0,45 3,41E+05 238Pu 2,31E-04 0,09 3,43E+04 3,63E-04 0,14 6,31E+04 4,96E-04 0,20 1,48E+05 239Pu 3,23E-03 1,28 4,82E+05 5,09E-03 2,02 8,87E+05 6,95E-03 2,76 2,08E+06 240Pu 1,85E-03 0,74 2,77E+05 2,91E-03 1,16 5,09E+05 3,97E-03 1,58 1,19E+06 241Pu 7,35E-04 0,29 1,11E+05 1,16E-03 0,46 2,04E+05 1,58E-03 0,63 4,77E+05 242Pu 7,35E-04 0,30 1,11E+05 1,16E-03 0,47 2,05E+05 1,58E-03 0,64 4,79E+05 241Am 7,05E-03 2,82 1,06E+06 5,25E-03 2,10 9,23E+05 3,45E-03 1,38 1,04E+06 242mAm 4,70E-05 0,02 7,11E+03 3,50E-05 0,01 6,18E+03 2,30E-05 0,01 6,97E+03 243Am 5,87E-03 2,37 8,91E+05 4,37E-03 1,76 7,75E+05 2,88E-03 1,16 8,74E+05

W związku z przyjęciem zmienionego składu paliwa konieczne okazało się ponowne wykonanie obliczeń podobnie jak dla stali w celu otrzymania rezultatów zbliżonych do tych, które pokazane zostały na rysunkach 3.12 do 3.14.

Analogicznie jak poprzednio na rysunkach 3.15 do 3.17 pokazane są wyniki otrzymane przy użyciu składów paliwa zawartych w tabelach 3.7 oraz 3.8.

75

Rysunek 3.15. Rozkład mocy na jednostkę długości pręta przy nominalnej mocy cieplnej 3GW (pierwsza ściana z wolframu, paliwo zmodyfikowane dla końcowych odcinków prętów odpowiadających współrzędnym

0 … 50cm).

Rysunek 3.16. Rozkład mocy na jednostkę długości pręta przy nominalnej mocy cieplnej 3GW (pierwsza ściana z wolframu, paliwo zmodyfikowane dla końcowych odcinków prętów odpowiadających współrzędnym

76

Rysunek 3.17. Rozkład mocy na jednostkę długości pręta przy nominalnej mocy cieplnej 3GW (pierwsza ściana z wolframu, paliwo zmodyfikowane dla końcowych odcinków prętów odpowiadających współrzędnym

0 … 150cm).

Otrzymane wyniki niestety nie spełniają oczekiwań związanych z uzyskaniem wyrównanego rozkładu mocy wzdłuż prętów paliwowych, stąd też konieczna okazała się dalsza modyfikacja składu paliwa prowadząca do wyrównania rozkładu mocy w kierunku osiowym. W sposób analogiczny, jak w poprzednim przypadku (pierwsza ściana ze stali) konsekwentne poszukiwania doprowadziły do uzyskania pożądanego rezultatu. Tabela 3.9 zawiera skład paliwa uzyskany na drodze modyfikacji paliwa proponowanego do końcowych odcinków prętów, który daje zadowalające wyniki (prezentowane na rysunkach 3.18 do 3.20).

77

Tabela 3.9. Zmodyfikowany skład paliwa w końcowych odcinkach prętów poszczególnych stref części rozszczepieniowej (pierwsza ściana z wolframu, masy podane dla skrajnych odcinków prętów o długości

150cm).

strefa 1 strefa 2 strefa 3

Izotop gęstość atomowa [atoms/A3] gęstość [g/cm3] ^{masa [g]} gęstość atomowa [atoms/A3] gęstość [g/cm3] ^{masa [g]} gęstość atomowa [atoms/A3] gęstość [g/cm3] ^{masa [g]}

16O 4,42E-02 1,17 4,42E+05 4,42E-02 1,17 5,15E+05 4,42E-02 1,17 8,84E+05

237Np 1,84E-03 0,72 2,73E+05 1,37E-03 0,54 2,37E+05 9,03E-04 0,36 2,68E+05 238Pu 3,42E-04 0,14 5,09E+04 4,47E-04 0,18 7,75E+04 5,51E-04 0,22 1,64E+05 239Pu 4,79E-03 1,90 7,16E+05 6,25E-03 2,48 1,09E+06 7,71E-03 3,06 2,31E+06 240Pu 2,74E-03 1,09 4,11E+05 3,57E-03 1,42 6,25E+05 4,41E-03 1,76 1,32E+06 241Pu 1,09E-03 0,44 1,64E+05 1,42E-03 0,57 2,50E+05 1,76E-03 0,70 5,29E+05 242Pu 1,09E-03 0,44 1,65E+05 1,42E-03 0,57 2,51E+05 1,76E-03 0,71 5,32E+05 241Am 5,54E-03 2,22 8,34E+05 4,13E-03 1,65 7,25E+05 2,71E-03 1,09 8,18E+05 242mAm 3,69E-05 0,01 5,59E+03 2,75E-05 0,01 4,86E+03 1,81E-05 0,01 5,48E+03 243Am 4,61E-03 1,86 7,00E+05 3,44E-03 1,39 6,09E+05 2,26E-03 0,91 6,87E+05

Rysunek 3.18. Rozkład mocy na jednostkę długości pręta przy nominalnej mocy cieplnej 3GW (pierwsza ściana z wolframu, paliwo zmodyfikowane dla końcowych odcinków prętów odpowiadających współrzędnym

78

Rysunek 3.19. Rozkład mocy na jednostkę długości pręta przy nominalnej mocy cieplnej 3GW (pierwsza ściana z wolframu, paliwo zmodyfikowane dla końcowych odcinków prętów odpowiadających współrzędnym

0 … 100cm).

Rysunek 3.20. Rozkład mocy na jednostkę długości pręta przy nominalnej mocy cieplnej 3GW (pierwsza ściana z wolframu, paliwo zmodyfikowane dla końcowych odcinków prętów odpowiadających współrzędnym

79

Prezentowane wyniki dla rozkładu mocy uzyskane na skutek zmian składu paliwa po zmianie materiału pierwszej ściany są zbliżone do wyników otrzymanych dla euroferu oraz innych rodzajów stali otrzymanych przy użyciu początkowego składu paliwa. Porównując je ze sobą da się zauważyć niewielki wzrost mocy, który wymagałby doprecyzowania składu paliwa, jednak jest on na tyle mały, że tą stosunkowo niewielką nadwyżkę można zaakceptować, gdyż nie powoduje istotnych rozbieżności w innych wynikach otrzymanych na drodze obliczeń MCNP. Oczywiście zaobserwowany został również nieznaczny wzrost wartości współczynnika mnożenia neutronów, jednak wartość tego wzrostu jest na tyle mała, iż nie powinno to znacząco wpłynąć na poziom bezpieczeństwa wynikający z istniejącej podkrytyczności. Ponadto jak wspomniane zostało nieco wcześniej można skorygować tą różnicę poprzez nieznaczne zmiany w składzie lub ilości paliwa, gdyby zachodziła taka konieczność (dokładniejsza dyskusja tego zagadnienia będzie przedstawiona w następnym rozdziale). Z kolei wyniki otrzymane w czasie obliczeń wypalania paliwa (analiza wyników oraz wnioski i komentarze zamieszczone są w rozdziale 5) wskazują na istotny spadek wartości keff, co również stanowi argument za pozostawieniem otrzymanego składu bez zmian.

80