1. Цель и задачи работы

Цель: используя одногрупповое приближение, произвести нейтронно-физический расчёт холодного реактора на начало и горячего на начало и конец кампании и определить обогащение ядерного топлива изотопом U²³⁵, необходимого для обеспечения работоспособности ядерного реактора в течение заданной кампании.

Задачи:

1. Рассчитать геометрические параметры кассеты, элементарной и эквивалентной ячеек;

2. Определить основные нейтронно-физические константы;

3. Рассчитать эффективный коэффициент размножения для холодного реактора на начало кампании, горячего реактора на начало и конец кампании для трех обогащений топлива;

4. Определить обогащение топлива;

5. Рассчитать количество механических органов СУЗ;

6. Для холодного реактора в начале кампании рассчитать концентрацию борной кислоты при рабочем обогащении;

7. Проанализировать полученные результаты.

2. Исходные данные

Таблица 1 – Исходные Данные

Наименование	Значение
Ядерное топливо	Диоксид урана ( )
Замедлитель (теплоноситель)	Вода ( )
Материал оболочки твэл	Сплав Zr + 1%Nb
Тепловая мощность реактора	;
Средняя удельная энергонапряженность активной зоны
Кампания реактора
Средняя температура теплоносителя
Средняя температура ядерного топлива
Давление теплоносителя
Толщина чехла ТВС	мм
Относительная доля перфорации чехла ТВС
Наружный/внутренний диаметр оболочки твэла
Диаметр топливной таблетки
Шаг решетки твэлов
Межкассетный зазор
Соотношение высоты и диаметра активной зоны	Н/D = 1
Размер по граням ТВС («под ключ»)
Число диагональных твэлов в ТВС
Число поглощающих стержней (ПЭЛ) в кластере
Внешний диаметр/толщина направляющих ПЭЛ
Внешний диаметр/толщина центральной трубки в ТВС	мм
Число перегрузок топлива
Плотность теплоносителя при tср	0,741

3. Алгоритм оценочного нейтронно-физического расчета ввэр

Выбор степени обогащения требует определения эффективного коэффициента размножения для конца компании горячего реактора, для которого должна быть известна степень обогащения Х₅. Задача решается графическим способом, задаются три значения степени обогащения ядерного топлива изотопом U²³⁵ (Х₅): 1,5%, 2,3% и 3%.

Из исходных данных рассчитываются геометрические параметры АЗ, кассеты, элементарной и эквивалентной ячеек, а также объемы, занимаемые компонентами эквивалентной ячейки в кассете.

Для выбранных обогащений выполняются следующие расчёты:

• расчёт ядерной концентрации и расчет макроконстант для компонентов эквивалентной ячейки;

• расчёт коэффициента размножения в бесконечной среде;

• расчет эффективного коэффициента размножения.

Расчёты приводятся для следующих состояний реактора:

• холодный реактор в начале кампании;

• горячий реактор в начале кампании;

• горячий реактор в конце кампании.

Результатом расчета горячего реактора в конце кампании является определение обогащения ядерного горючего изотопом U²³⁵, соответствующего критическому состоянию горячего реактора в конце кампании с учетом стационарного отравления, выгорания и шлакования ядерного топлива.

После всех расчётов производится образцовая оценка количества органов СУЗ.