nucВестник НЯЦ РКNNC RK Bulletin1729-75161729-7885Национальный ядерный центр Республики Казахстан10.52676/1729-7885-2025-3-37-49nuc-831Research ArticleСтатьиОБОСНОВАНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ТРАНСПОРТИРОВКИ ОТРАБОТАВШЕГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА РЕАКТОРА ИВГ.1МJUSTIFICATION OF THE SAFE TRANSPORTATION OF SPENT NUCLEAR FUEL FROM THE IVG.1M REACTORВитюкГ. А.VityukG. A.

Курчатов

Kurchatov

МухамедовН. Е.MukhamedovN. Ye.

Курчатов

Kurchatov

ВитюкВ. А.VityukV. A.

Курчатов

Kurchatov

ИркимбековР. A.IrkimbekovR. A.

Курчатов

Kurchatov

ЖанболатовО. М.ZhanbolatovO. M.

Курчатов

Kurchatov

КуздеубайА. А.KuzdeubayA. A.

Куздеубай Айша Ардаккызы - инженер лаборатории испытаний реакторного топлива ИАЭ РГП НЯЦ РК.

Курчатов

Kurchatov

kuzdeubay@nnc.kzМухамедиевА. К.MuhamedievA. K.

Курчатов

Kurchatov

Филиал «Институт атомной энергии» РГП НЯЦ РККазахстанBranch “Institute of Atomic Energy” RSE NNC RKKazakhstan202522102025033749Copyright © Витюк Г.А., Мухамедов Н.Е., Витюк В.А., Иркимбеков Р.A., Жанболатов О.М., Куздеубай А.А., Мухамедиев А.К., 20252025Витюк Г.А., Мухамедов Н.Е., Витюк В.А., Иркимбеков Р.A., Жанболатов О.М., Куздеубай А.А., Мухамедиев А.К.Vityuk G.A., Mukhamedov N.Y., Vityuk V.A., Irkimbekov R.A., Zhanbolatov O.M., Kuzdeubay A.A., Muhamediev A.K.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/831

В рамках реализации проекта конверсии исследовательских реакторов Национальным ядерным центром Республики Казахстан прорабатывается вопрос дальнейшего обращения с отработавшим ядерным топливом (ОЯТ), выгружаемым из реактора ИВГ.1М. Одним из ответственных этапов является транспортировка отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС) к месту хранения или переработки, которая должна соответствовать «Правилам транспортировки радиоактивных веществ и радиоактивных отходов», утвержденных приказом Министра энергетики Республики Казахстан.

В данной работе определены безопасные параметры ОТВС, выгруженных из активной зоны реактора ИВГ.1М, для обеспечения безопасной транспортировки ОЯТ до пункта их хранения или переработки. Проведены нейтронно-физические расчеты в обоснование ядерной безопасности при хранении ОТВС ИВГ.1М в универсальном чехле для транспортного упаковочного комплекта (ТУК-19) в штатных условиях и при возникновении аварийной ситуации, вызванной полным затоплением чехла. Определено тепловое состояние ОТВС с учетом данных о снижении остаточного тепловыделения. Выполнена оценка теплового и радиационного состояния внешней поверхности ТУК-19 с ОТВС. Полученный при обращении с ОЯТ исследовательского реактора опыт будет востребован при выработке рекомендаций по обращению с ОЯТ энергетических реакторов будущих казахстанских АЭС.

Under the research reactor conversion Project, the National Nuclear Center of the Republic of Kazakhstan has been working on the issue of the further handling the spent nuclear fuel (SNF) unloaded from the IVG.1M reactor. One of the critical stages is the transportation of the spent fuel assemblies (SFAs) to the storage or processing place, which should comply with the “Rules for the Transportation of Radioactive Substances and Radioactive Waste”, approved by the order of the Minister of Energy of the Republic of Kazakhstan.

In this work, the safe parameters of the SFAs unloaded from the IVG.1M reactor core have been determined to ensure the SNF safe transportation to the storage or processing point. The neutronic calculations have been carried out to substantiate the nuclear safety during the storage of the IVG.1M SFAs in a universal casing for TUK-19 under the normal conditions and in the case of an emergency caused by the casing complete flooding. The thermal state of the SFAs was determined, taking into account the data on the reduction of the residual heat generation. An assessment of the thermal and radiation condition of the TUK-19 external surface with the SFAs has been performed. The experience gained in handling the SNF of a research reactor will be in demand when developing recommendations for handling the SNF of power reactors at future Kazakhstani nuclear power plants.

реактор ИВГ.1Мотработавшее ядерное топливотранспортировкауниверсальный чехолядерная безопасностьтепловой потокIVG.1M reactorspent nuclear fueltransportationuniversal casingnuclear safetyheat flowРабота выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан по теме BR24993118 «НИР по обоснованию выбора и реализации технологии переработки твердых радиоактивных отходов».ReferencesRuslan A. Irkimbekov, Artur S. Surayev, Galina A. Vityuk, Olzhas M. Zhanbolatov, Zamanbek B. Kozhabaev, Sergey V. Bedenko, Nima Ghal-Eh, Alexander D. Vurim. Study on an open fuel cycle of IVG.1M research reactor operating with LEU-fuel // Nuclear Engineering and Technology. –2023. –Vol. 55, Iss. 4. –P. 1439-1447. https://doi.org/10.1016/j.net.2022.12.012Ruslan A. Irkimbekov, Artur S. Surayev, Galina A. Vityuk, Olzhas M. Zhanbolatov, Zamanbek B. Kozhabaev, Sergey V. Bedenko, Nima Ghal-Eh, Alexander D. Vurim. Study on an open fuel cycle of IVG.1M research reactor operating with LEU-fuel // Nuclear Engineering and Technology. –2023. –Vol. 55, Iss. 4. –P. 1439-1447. https://doi.org/10.1016/j.net.2022.12.012Irkimbekov R., Vurim A., Vityuk G., Zhanbolatov O., Kozhabayev Z., Surayev A. Modeling of Dynamic Operation Modes of IVG.1M Reactor // Energies. – 2023. – Vol. 16, Iss. 2. – Art. no. 932. https://doi.org/10.3390/en16020932Irkimbekov R., Vurim A., Vityuk G., Zhanbolatov O., Kozhabayev Z., Surayev A. Modeling of Dynamic Operation Modes of IVG.1M Reactor // Energies. – 2023. – Vol. 16, Iss. 2. – Art. no. 932. https://doi.org/10.3390/en16020932Irkimbekov R.A., Vurim A.D., Bedenko S.V., Surayev A.S., Vityuk G.A. Neutron background of composite low-enriched uranium fuel of the IVG.1M research reactor // Nuclear Energy and Technology. – 2022. – Vol. 8, Iss. 3. – P. 167–172. https://doi.org/10.3897/nucet.8.93895Irkimbekov R.A., Vurim A.D., Bedenko S.V., Surayev A.S., Vityuk G.A. Neutron background of composite low-enriched uranium fuel of the IVG.1M research reactor // Nuclear Energy and Technology. – 2022. – Vol. 8, Iss. 3. – P. 167–172. https://doi.org/10.3897/nucet.8.93895Sabitova R., Popov Y., Irkimbekov R., Prozorova I., Derbyshev I., Nurzhanov E., Surayev A., Gnyrya V., Azimkhanov A. Results of Experiments under the Physical Start-Up Program of the IVG.1M Reactor // Energies. – 2023. – Vol. 16, Iss. 17. – Art. no. 6263. https://doi.org/10.3390/en16176263Sabitova R., Popov Y., Irkimbekov R., Prozorova I., Derbyshev I., Nurzhanov E., Surayev A., Gnyrya V., Azimkhanov A. Results of Experiments under the Physical Start-Up Program of the IVG.1M Reactor // Energies. – 2023. – Vol. 16, Iss. 17. – Art. no. 6263. https://doi.org/10.3390/en16176263Министерство энергетики Республики Казахстан. Об утверждении Правил транспортировки ядерных материалов, радиоактивных веществ и радиоактивных отходов: приказ от 28 мая 2021 г. № 183. Зарегистрирован в Министерстве юстиции Республики Казахстан 2 июня 2021 г. № 22905.Министерство энергетики Республики Казахстан. Об утверждении Правил транспортировки ядерных материалов, радиоактивных веществ и радиоактивных отходов: приказ от 28 мая 2021 г. № 183. Зарегистрирован в Министерстве юстиции Республики Казахстан 2 июня 2021 г. № 22905.Goorley T., James M., Booth T., Brown F., Bull J., Cox L.J., Durkee J., Elson J., Fensin M., Forster R.A., Hendricks J., Hughes H.G., Johns R., Kiedrowski B., Martz R., Mashnik S., McKinney G., Pelowitz D., Prael R., Sweezy J., Waters L., Wilcox T., Zukaitis T. Initial MCNP6 release overview // Nuclear Technology. – 2012. – Vol. 180, Iss. 3. – P. 298–315. https://doi.org/10.13182/NT11-135Goorley T., James M., Booth T., Brown F., Bull J., Cox L.J., Durkee J., Elson J., Fensin M., Forster R.A., Hendricks J., Hughes H.G., Johns R., Kiedrowski B., Martz R., Mashnik S., McKinney G., Pelowitz D., Prael R., Sweezy J., Waters L., Wilcox T., Zukaitis T. Initial MCNP6 release overview // Nuclear Technology. – 2012. – Vol. 180, Iss. 3. – P. 298–315. https://doi.org/10.13182/NT11-135Chadwick, M. B., Herman, M., Obložinský, P., Dunn, M. E., Danon, Y., Kahler, A. C., Young, P. G. ENDF/B-VII.0: Next generation evaluated nuclear data library for nuclear science and technology // Nuclear Data Sheets. – 2006. – Vol. 107, Iss. 12. – P. 2931–3060.Chadwick, M. B., Herman, M., Obložinský, P., Dunn, M. E., Danon, Y., Kahler, A. C., Young, P. G. ENDF/B-VII.0: Next generation evaluated nuclear data library for nuclear science and technology // Nuclear Data Sheets. – 2006. – Vol. 107, Iss. 12. – P. 2931–3060.Thermophysical properties of materials for nuclear engineering: a tutorial and collection of data // IAEA. – Vienna, 2008.Thermophysical properties of materials for nuclear engineering: a tutorial and collection of data // IAEA. – Vienna, 2008.Чиркин, В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники / В.С. Чиркин, – М.: Атомиздат. – 1968. – С. 121–128, 291–294, 237–239.Чиркин, В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники / В.С. Чиркин, – М.: Атомиздат. – 1968. – С. 121–128, 291–294, 237–239.Варгафтик, Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей / Н.Б. Варгафтик, М. : Наука, 1972. – с. 525–526, 535, 544–545, 558–561.Варгафтик, Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей / Н.Б. Варгафтик, М. : Наука, 1972. – с. 525–526, 535, 544–545, 558–561.ANSYS Inc. – Release 21.1.0. – USA, 2021.ANSYS Inc. – Release 21.1.0. – USA, 2021.Plevaka, M.N., Bedenko, S.V., Gubaidulin, I.M. et al. Neutron-physical studies of dry storage systems of promising fuel compositions // Bull. Lebedev Phys. Inst. – 2015. –Vol. 42. –P. 240–243. https://doi.org/10.3103/S1068335615080059Plevaka, M.N., Bedenko, S.V., Gubaidulin, I.M. et al. Neutron-physical studies of dry storage systems of promising fuel compositions // Bull. Lebedev Phys. Inst. – 2015. –Vol. 42. –P. 240–243. https://doi.org/10.3103/S1068335615080059Ruslan A. Irkimbekov, Alexander D. Vurim, Sergey V. Bedenko, Gennady N. Vlaskin, Artur S. Surayev, Galina A. Vityuk, Hector R. Vega-Carrillo. Estimating the neutron component of radiation properties of the IVG.1M research reactor irradiated low-enriched fuel // Applied Radiation and Isotopes. –2022. –Vol. 181. –110094. https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2021.110094Ruslan A. Irkimbekov, Alexander D. Vurim, Sergey V. Bedenko, Gennady N. Vlaskin, Artur S. Surayev, Galina A. Vityuk, Hector R. Vega-Carrillo. Estimating the neutron component of radiation properties of the IVG.1M research reactor irradiated low-enriched fuel // Applied Radiation and Isotopes. –2022. –Vol. 181. –110094. https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2021.110094Sergey V. Bedenko, Gennady N. Vlaskin, Sergey D. Polozkov, Dmitry G. Veretennikov, Alexey S. Demin, Nima Ghal-Eh, Faezeh Rahmani. Radiation spectroscopy of irradiated VVER-1200 fuel with burnable Am-absorber: A computational approach // Applied Radiation and Isotopes. –2025. –Vol. 218. –111674. https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2025.111674Sergey V. Bedenko, Gennady N. Vlaskin, Sergey D. Polozkov, Dmitry G. Veretennikov, Alexey S. Demin, Nima Ghal-Eh, Faezeh Rahmani. Radiation spectroscopy of irradiated VVER-1200 fuel with burnable Am-absorber: A computational approach // Applied Radiation and Isotopes. –2025. –Vol. 218. –111674. https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2025.111674Sergey V. Bedenko, Gennady N. Vlaskin, Sergey D. Polozkov, Ahmed H. Ali, Alexey A. Orlov, Hector Rene Vega-Carrillo. Computational neutron emission spectrometry and radiation assessment in VVER-1200 reactor nuclear fuel // Radiation Physics and Chemistry. –2025. – Vol. 229. –112555. https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2025.112555Sergey V. Bedenko, Gennady N. Vlaskin, Sergey D. Polozkov, Ahmed H. Ali, Alexey A. Orlov, Hector Rene Vega-Carrillo. Computational neutron emission spectrometry and radiation assessment in VVER-1200 reactor nuclear fuel // Radiation Physics and Chemistry. –2025. – Vol. 229. –112555. https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2025.112555International Atomic Energy Agency – Nuclear Data Section. https://www-nds.iaea.org/International Atomic Energy Agency – Nuclear Data Section. https://www-nds.iaea.org/Batyrbekov E., Vityuk V., Zarva D., Sharipov M. Conceptual View of the Implementation of the Nuclear Energy Program in the Republic of Kazakhstan // Energies. – 2024. – Vol. 17, Iss. 22. – Art. no. 5788. https://doi.org/10.3390/en17225788Batyrbekov E., Vityuk V., Zarva D., Sharipov M. Conceptual View of the Implementation of the Nuclear Energy Program in the Republic of Kazakhstan // Energies. – 2024. – Vol. 17, Iss. 22. – Art. no. 5788. https://doi.org/10.3390/en17225788

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