نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 هیات علمی

2 پژوهشکده راکتور و ایمنی هسته ای-پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای

3 پژوهشکده راکتور گروه راکتور

4 دکتر / سازمان انرژی اتمی ایران-پژوهشکده راکتور و ایمنی هسته ای

5 پژوهشکده راکتور و ایمنی هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای

10.24200/nst.2020.614.1423

چکیده

هدف از این مقاله، بررسی امکان استفاده از سوختی با هندسه حلقوی به منظور بهینه سازی سوخت در راکتور تحقیقاتی تهران از دیدگاه نوترونی می‌باشد. در استفاده از سوخت‌های حلقوی، به دلیل تولید شار بالاتر و راکتیویته بیشتر، نیاز به بارگذاری سوخت کمتری است. در این پژوهش، در راکتور تحقیقاتی تهران از سوختی جدید با هندسه حلقوی جهت جایگزینی سوخت فعلی با هندسه صفحه‌ای استفاده شده است. برای این منظور، پارامترهای نوترونی قلب شامل ضریب تکثیر موثر، راکتیویته، توزیع شار نوترون سه گروهی، ضریب بیشینه توان، ضریب ایمنی راکتیویته، ارزش میله‌های کنترل، با استفاده از کدهای MCNPX2.7 و WIMS-CITATION شبیه‌سازی و محاسبه شده است. سپس نتایج حاصله این کدها با نتایج گزارش آنالیز ایمنی (SAR) راکتور تحقیقاتی تهران (TRR) مقایسه گردید. نتایج نشان می‌دهد که مقدار درصد اختلاف نسبی برای پارامترهای راکتیویته و ضریب بیشینه توان برای راکتور تیوبلار حاصل از کد MCNPX در مقایسه با نتایج SAR TRR- به ترتیب در حدود 2/0 و 22- درصد می باشد. همچنین نتایج بدست آمده در این مقاله نشان می‌دهد که برای رسیدن به راکتیویته معادل قلب اول راکتور تحقیقاتی تهران یعنی حدود 6916 pcm، میزان جرم سوخت قلب تیوبلار تا حدود 17% کاهش می‌یابد. از سوی دیگر، با استفاده از سوخت حلقوی شار نوترونی در کانال‌های پرتودهی تا حدود 14% افزایش می‌یابد. همچنین با توجه به نتایج این تحقیق، قلب پیشنهادی تیوبلار، قلبی با چیدمان 16 تایی و حداقل 7 بسته 6 تایی میله کنترل جهت رسیدن به معیارهای ایمنی لازم است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Neutronic conceptual design of Tehran Research Reactor using tubular fuel

نویسندگان [English]

  • Mostafa Hasanzadeh 1
  • Farokh Khoshahval 2
  • Masoud Amin Mozafari 3
  • Mohamad Amin Amirkhani Dehkordi 4
  • Mohamad Rajaie 5
  • ahmad lashkari 1

1 Reactor and Nuclear Safety Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute

2 Reactor and Nuclear Safety Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute

3 Faculty member

4 Dr/AEOI

5 Reactor and Nuclear Safety Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute

چکیده [English]

The purpose of this paper is to investigate the possibility of using fuel with annular geometry (Tubular) in Tehran research reactor (TRR) from a neutronic perspective. The use of annular fuels requires less fuel load due to higher flux generation and higher reactivity. It is noteworthy that one of the most important advantages of this type of fuel is the creation of an area in the center of the fuel complex for irradiation of materials and production of radiopharmaceuticals. Therefore, in the TRR, a new fuel with annular geometry has been adopted to replace the current fuel with cubic geometry. For this purpose, the neutron conditions of the core are simulated using MCNPX2.7 and WIMS-CITATION codes. Then the obtained results from these codes were compared with the SAR results of the TRR. The obtained results in this paper show that to achieve the reactivity equivalent to the first core of the TRR, the critical mass of the tubular core fuel is up to 17% less than the critical mass of the first core fuel. On the other hand, using annular fuel, the neutron flux in the radiation channels increases up to about 14%. Also, according to the results of this study, the proposed tubular core, a core with an arrangement of 16 and at least 8 packages of 6 control rods are needed to achieve safety standards.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Tubular Fuel
  • Tehran Research Reactor
  • Neutronic Parameters
  • MCNPX2.7
  • WIMS-CITATION