nucВестник НЯЦ РКNNC RK Bulletin1729-75161729-7885Национальный ядерный центр Республики Казахстан10.52676/1729-7885-2018-4-14-17nuc-136Research ArticleСтатьиСРАВНЕНИЕ СПЕКТРА НЕЙТРОНОВ В РЕАКТОРЕ ВВР-К С ВЫСОКООБОГАЩЕННЫМ И НИЗКООБОГАЩЕННЫМ ТОПЛИВОМCOMPARISON OF NEUTRON SPECTRUM IN THE WWR-K REACTOR WITH LEU FUEL AGAINST HEU ONEКолточникС. Н.KoltochnikS. N.

Алматы

СайранбаевД. С.SairanbayevD. S.

Алматы

Almaty

ЧекушинаЛ. В.ChekushinaL. V.

Алматы

Almaty

ГизатулинШ. Х.GizatulinSh. Kh.

Алматы

Almaty

ШаймерденовА. А.ShaimerdenovA. A.

Алматы

Almaty

РГП «Институт ядерной физики» Министерства энергетики РККазахстанRSE “Institute of Nuclear Physics” under the Ministry of Energy of the RKKazakhstan201830122018041417Copyright © Колточник С.Н., Сайранбаев Д.С., Чекушина Л.В., Гизатулин Ш.Х., Шаймерденов А.А., 20182018Колточник С.Н., Сайранбаев Д.С., Чекушина Л.В., Гизатулин Ш.Х., Шаймерденов А.А.Koltochnik S.N., Sairanbayev D.S., Chekushina L.V., Gizatulin S.K., Shaimerdenov A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journals.nnc.kz/jour/article/view/136

ВВР-К – это исследовательский легководный гетерогенный реактор бакового типа. Эксплуатация реактора начата в 1967 году с обогащением 36 % по урану-235. В 2016 году осуществлен перевод реактора на низкообогащенное топливо (19,7 % по урану-235) с использованием ТВС типа ВВР-КН. Для эксплуатации реактора выбрана компактная конфигурация активной зоны, в которой, по мере выгорания топлива, боковой водяной отражатель нейтронов постепенно заменяется на бериллиевый. Кроме того, в новой активной зоне увеличено количество рабочих органов системы управления и защиты реактора.Результаты измерения, плотности потока тепловых нейтронов в центре активной зоны, проведенные во время физического пуска, показали, что она удвоилась, достигнув значения 2·1014 см-2с-1. Таким образом, с точки зрения экспериментальных возможностей, реактор после его конверсии стал более привлекательным.Как известно, при делении урана образуются нейтроны с энергией в соответствии со спектром Уатта, т.е., пик приходится на нейтроны с энергией 0,7 МэВ, а средняя энергия нейтронов составляет 2 МэВ. В связи с увеличением содержания урана-238 в новой конструкции ТВС с низкообогащенным топливом, спектр нейтронов становится «жестче».В настоящей работе с применением компьютерного кода MCNP рассчитаны спектры нейтронов в облучательных каналах активной зоны и проведено сравнение спектров нейтронов в активной зоне реактора ВВР-К с высокообогащенным и низкообогащенным урановым топливом.

WWR-K is the research tank-type light-water heterogeneous reactor. Reactor operation started in 1967 with enrichment36 % in uranium-235. In 2016 reactor conversion to low-enriched uranium fuel (19.7 % in uranium-235) was implemented with the VVR-KN-type fuel assemblies (FA). In view of reactor operation, compact configuration of the core was chosen, where, following fuel burning up, side water reflector is gradually changed by beryllium one. Besides, an amount of work elements of the reactor control and protection system is increased in the new reactor core. Following results of measurement of the thermal neutron flux density, carried out in the core center in course of reactor physical startup, it has increased up to 2·1014 cm-2s-1. Thus, in terms of experimental capacities, reactor has gained after conversion in attractiveness. As is known, uranium fission is accompanied by generation of neutrons, which energies obey the Watt’s spectrum, that is, the spectrum peak is associated with the neutrons having the energy 0.7 MeV, whereas the neutron average energy comprises 2 MeV. Due to an enhanced amount of uranium-238 in the new low-enriched uranium fuel FA, neutron spectrum is making «harder». In the presented paper, neutron spectra in the core irradiation channels of re calculated by means of the computer code MCNP, and comparison of neutron spectra in the WWR-K reactor core with high-enriched uranium fuel against lowenriched fuel is conducted.

Работа выполнена при финансовой поддержке программы Министерства образования и науки Республики Казахстан № BR05236400.The work is implemented under financial support of the Republic of Kazakhstan Ministry of Education and Science program # BR05236400.ReferencesАринкин Ф.М., Шаймерденов А.А., Гизатулин Ш.Х., Дюсамбаев Д.С., Колточник С.Н., Чакров П.В., Чекушина Л.В. Конверсия активной зоны исследовательского реактора ВВР-К. – Атомная энергия, 2017, т. 123, № 1 – с. 15–20.Аринкин Ф.М., Шаймерденов А.А., Гизатулин Ш.Х., Дюсамбаев Д.С., Колточник С.Н., Чакров П.В., Чекушина Л.В. Конверсия активной зоны исследовательского реактора ВВР-К. – Атомная энергия, 2017, т. 123, № 1 – с. 15–20.Возобновление эксплуатации реактора ВВР-К. Сборник статей. Алматы, ИАЭ НЯЦ РК, 1998 – 248 с.Возобновление эксплуатации реактора ВВР-К. Сборник статей. Алматы, ИАЭ НЯЦ РК, 1998 – 248 с.MCNP – A General Monte Carlo N-Particle Transport Code, Version 5. - Los Alamos National Laboratory, LA-UR-03-1987, 2008.MCNP – A General Monte Carlo N-Particle Transport Code, Version 5. - Los Alamos National Laboratory, LA-UR-03-1987, 2008.MCNP6 User’s Manual - Los Alamos National Laboratory, LA-CP-13-00634, 2013MCNP6 User’s Manual - Los Alamos National Laboratory, LA-CP-13-00634, 2013M.B. Chadwick, M. Herman, P. Obložinský, M.E. Dunn, Y. Danon, A.C. Kahler, D.L. Smith, B. Pritychenko, G. Arbanas, R. Arcilla, R. Brewer, D.A. Brown, R. Capote, A.D. Carlson, Y.S. Cho, H. Derrien, K. Guber, G.M. Hale, S. Hoblit, S. Holloway, T.D. Johnson, T. Kawano, B.C. Kiedrowski, H. Kim, S. Kunieda, N.M. Larson, L. Leal, J.P. Lestone, R.C. Little, E.A. McCutchan, R.E. MacFarlane, M. MacInnes, C.M. Mattoon, R.D. McKnight, S.F. Mughabghab, G.P.A. Nobre, G. Palmiotti, A. Palumbo, M.T. Pigni, V.G. Pronyaev, R.O. Sayer, A.A. Sonzogni, N.C. Summers, P. Talou, I.J. Thompson, A. Trkov, R.L. Vogt, S.C. van der Marck, A. Wallner, M.C. White, D. Wiarda, P.G. Young, "ENDF/B-VII.1: Nuclear Data for Science and Technology: Cross Sections, Covariances, Fission Product Yields and Decay Data", Nucl. Data Sheets 112(2011)2887.M.B. Chadwick, M. Herman, P. Obložinský, M.E. Dunn, Y. Danon, A.C. Kahler, D.L. Smith, B. Pritychenko, G. Arbanas, R. Arcilla, R. Brewer, D.A. Brown, R. Capote, A.D. Carlson, Y.S. Cho, H. Derrien, K. Guber, G.M. Hale, S. Hoblit, S. Holloway, T.D. Johnson, T. Kawano, B.C. Kiedrowski, H. Kim, S. Kunieda, N.M. Larson, L. Leal, J.P. Lestone, R.C. Little, E.A. McCutchan, R.E. MacFarlane, M. MacInnes, C.M. Mattoon, R.D. McKnight, S.F. Mughabghab, G.P.A. Nobre, G. Palmiotti, A. Palumbo, M.T. Pigni, V.G. Pronyaev, R.O. Sayer, A.A. Sonzogni, N.C. Summers, P. Talou, I.J. Thompson, A. Trkov, R.L. Vogt, S.C. van der Marck, A. Wallner, M.C. White, D. Wiarda, P.G. Young, "ENDF/B-VII.1: Nuclear Data for Science and Technology: Cross Sections, Covariances, Fission Product Yields and Decay Data", Nucl. Data Sheets 112(2011)2887.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.