نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

2 1. گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه ، دانشگاه اراک، اراک- ایران

3 دانشگاه اراک

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

10.24200/nst.2020.574.1389

چکیده

محاسبات آسیب ناشی از تابش نوترون برای تخمین طول عمر تاسیسات هسته‌ای بسیار حائز اهمیت است. با توجه به اینکه میزان آسیب، رابطه مستقیمی با شار دارد، بنابراین بیشترین آسیب مربوط به ناحیه‌ای از محفظه می‌باشد که شار نوترون در آن ناحیه ماکزیمم باشد. هدف از این پژوهش، بررسی حساسیت میزان آسیب نسبت به طیف نوترون، در محلی از محفظه راکتور که شار در آن ناحیه ماکزیمم است، می‌باشد. با توجه به نتایج بدست آمده از محاسبه شار، ماکزیمم شار در ارتفاع 180 سانتیمتری از محفظه فشار یافت شده، و محاسبات آسیب تابشی برای سه ساختار گروه‌بندی انرژی مختلف، توسط کدهای SPECOMP و SPECTER صورت گرفته است. با مقایسه نتایج حاصل از ارزیابی کد SPECTER و مقادیر بدست آمده از استاندارد ASTM E-693، برای سه ساختار گروه‌بندی انرژی WIMS، CINDER و OPENMC در ضخامت یک چهارم محفظه فشار، میزان اختلاف محاسبات به ترتیب 4-10×25/0، 4-10×75/0 و 4-10×74/1بدست آمده است. در ضخامت سه ‌چهارم محفظه فشار (با توجه به تغییر ترکیبات ماده محفظه فشار)، میزان اختلاف محاسبات به ترتیب برابر با 4-10×43/0، 4-10×52/0و 4-10×86/1 می‌باشد. بنابراین در ضخامت سه چهارم محفظه فشار نیز گروه‌بندی انرژی WIMSبا کمترین اختلاف نسبت به مقدار استاندارد ASTM E-693 (4-10×43/0)، دقیق‌ترین آسیب را نسبت به دو طیف دیگر محاسبه می‌کند. نتایج حاصل از آنالیز حساسیت محاسبات آسیب، در ضخامت‌های مختلف، گویای این واقعیت است که محاسبات آسیب نسبت به تعداد گروه انرژی نوترون بسیار حساس است، و با افزایش گروه‌ انرژی، اختلاف بین مقادیر آسیب با مقدار استاندارد ASTM E-693 کاهش یافته است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Radiation damage and yield strength calculations in the pressure vessel of WWER-1000 reactor and sensitivity analysis of neutron spectrum in shield of vessel

نویسندگان [English]

  • Farrokh Khoshahval 1
  • Elaheh Moslemi-Mehni 2
  • Reza Pourimani 3
  • Mohamad Amin Amirkhani Dehkordi 4

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

2 Faculty of science, Arak University

3 Arak University

4 Dr/AEOI

چکیده [English]

Radiation damage calculation is very important for estimating the lifetime of nuclear power plant instruments. As the damage rate is directly related to the incident neutron flux, therefore, most damage in the reactor area is related to the areas where the neutron flux rate is maximum. The purpose of this study is to evaluate the sensitivity of damage values to the neutron group energy, where the neutron flux rate is maximum. In this study, we propose three neutron group energy (WIMS, CINDER, and OPENMC) to evaluate the sensitivity of radiation damage calculations. The obtained result from SPECTER code shows that differences between this results and standard values (ASTM E-693) for three group energy WIMS, CINDER and OPENMC are respectively 0.25E-04, 0.75E-04 and 1.74E-04 in the ¼ diameter of reactor pressure vessel (RPV). So the WIMS energy group is the most accurate spectrum compare to other spectrums in this region. Also, these differences are respectively 0.43E-04, 0.52E-04 and 1.86E-04 in the ¾ diameter of RPV. Also, the WIMS group energy is the most accurate spectrum in this region. This result shows that, increasing number of neutron energy group cause to reduce the difference between calculation of damage and it’s standard values. According to the result of calculated damage that induced by WIMS group energy in ¼ diameter of RPV, values of yield strength at 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 and 40 years are calculated by SPECOMP and SPECTER codes

کلیدواژه‌ها [English]

  • Radiation damage
  • Neutron spectrum
  • SPECTER code
  • WWER-1000 Reactor
  • Reactor pressure vessel
  • Sensitivity Analysis