nucВестник НЯЦ РКNNC RK Bulletin1729-75161729-7885Национальный ядерный центр Республики Казахстан10.52676/1729-7885-2025-4-119-126nuc-920Research ArticleСтатьиРАСЧЕТ НАКОПЛЕНИЯ РАДИОНУКЛИДОВ В ТВС РЕАКТОРА ВВЭР-1000 ПОСЛЕ ПЕРВОГО ТОПЛИВНОГО ЦИКЛАCALCULATION OF RADIONUCLIDE ACCUMULATION IN A VVER-1000 FUEL ASSEMBLY AFTER THE FIRST FUEL CYCLEСекенД. М.SekenD. M.

Курчатов

Kurchatov

seken@nnc.kzСураевА. С.SurayevA. S.

Курчатов

Kurchatov

suraev@nnc.kzМухамедовН. Е.MukhamedovN. E.

Курчатов

Kurchatov

mukhamedov@nnc.kzИркимбековР. А.IrkimbekovR. A.

Курчатов

Kurchatov

Irkimbekov@nnc.kzЖанболатовО. М.ZhanbolatovO. M.

Курчатов

Kurchatov

zhanbolatov@nnc.kzФилиал «Институт атомной энергии» РГП НЯЦ РККазахстанBranch “Institute of Atomic Energy” RSE NNC RKKazakhstan20250812202504119126Copyright © Секен Д.М., Сураев А.С., Мухамедов Н.Е., Иркимбеков Р.А., Жанболатов О.М., 20252025Секен Д.М., Сураев А.С., Мухамедов Н.Е., Иркимбеков Р.А., Жанболатов О.М.Seken D.M., Surayev A.S., Mukhamedov N.E., Irkimbekov R.A., Zhanbolatov O.M.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/920

В работе представлено нейтронно-физическое моделирование накопления радионуклидов в реакторе ВВЭР-1000 после первого топливного цикла с использованием кода MCNP6 и библиотек ENDF/B-VII. Проведены расчёты по образованию основных долгоживущих продуктов деления (90Sr, 99Tc, 137Cs, 129I и др.), актиноидов (Np, Pu, Am), благородных газов (Kr, Xe), а также аэрозольных и йодсодержащих радионуклидов. Особое внимание уделено оценке остаточной активности и влияния накопленных изотопов на радиационную безопасность. Исследование имеет прикладное значение для разработки стратегий обращения с ОЯТ и ТРО, проектирования хранилищ, оценки экологических рисков и развития атомной энергетики в Республике Казахстан.

This study presents neutron-physical modeling of radionuclide accumulation in a VVER-1000 reactor after the first fuel cycle using the MCNP6 code and the ENDF/B-VII nuclear data libraries. Calculations were performed to determine the generation of major long-lived fission products (⁹⁰Sr, ⁹⁹Tc, ¹³⁷Cs, ¹²⁹I, etc.), actinides (Np, Pu, Am), noble gases (Kr, Xe), as well as aerosol-forming and iodine-containing radionuclides. Special attention is given to the evaluation of residual activity, and the impact of accumulated isotopes on radiation safety. The findings are of practical importance for the development of spent nuclear fuel (SNF) management strategies, storage design, environmental risk assessment, and preparation for nuclear power plant construction in Kazakhstan.

выгорание топливарадионуклидыактиноидыотработанное ядерное топливотвердые радиоактивные отходыактивностьрадиационная безопасностьнейтронно-физические расчётыMCNPfuel burnupradionuclidesactinidesspent nuclear fuelactivityradiation safetymodelingneutron-physical calculationsMCNPReferencesMCNP6 Monte Carlo NeParticle Transport Code System, MCNP6.1, LANL, 2013.MCNP6 Monte Carlo NeParticle Transport Code System, MCNP6.1, LANL, 2013.ENDF/B-VII.0: next generation evaluated nuclear data library for nuclear science and technology. Nuclear Data Sheets (2006)MCNP6 Monte Carlo NeParticle Transport Code System, MCNP6.1, LANL, 2013.Seken, D.M.; Surayev, A.S.; Irkimbekov, R.A.; Vityuk, G.A.; Mukhamedov, N.Y.; Zhanbolatov, O.M.; and Vityuk, V.A. Development Of A Neutronic Model Of The Wwer-1000 Reactor Facility Core // Eurasian Journal of Physics and Functional Materials. –2025. – Vol. 9, No. 2. – Art. 6. https://doi.org/10.69912/2616-8537.1248ENDF/B-VII.0: next generation evaluated nuclear data library for nuclear science and technology. Nuclear Data Sheets (2006)In-core Fuel Management Code Package Validation for WWERs’, IAEA-TECDOC-847, November 1995.Seken, D.M.; Surayev, A.S.; Irkimbekov, R.A.; Vityuk, G.A.; Mukhamedov, N.Y.; Zhanbolatov, O.M.; and Vityuk, V.A. Development of a Neutronic Model of the WWER-1000 Reactor Facility Core // Eurasian Journal of Physics and Functional Materials. – 2025. – Vol. 9, No. 2. – Art. 6. https://doi.org/10.69912/2616-8537.1248С.А. Андрушенко, ВВЭР-1000 үлгісіндегі реакторы бар АЭС. Пайдаланудың физикалық негіздерінен жобаның эволюциясына дейін С.А. Андрушенко, А.М. Афров, Б.Ю. Васильев, В.Н. Генералов, К.Б. Косоуров, Ю.М. Семченков, В.Ф. Украинцев. – М.: Логос, 2010. – 604 бет.In-core Fuel Management Code Package Validation for WWERs’, IAEA-TECDOC-847, November 1995.Lötsch T., Khalimonchuk V., Kuchin A. Proposal of a benchmark for core burnup calculations for a VVER-1000 reactor core. – 2009.Andrushenko, S.A., Afrov, A.M., Vasiliev, B.Yu., Generalov, V.N., Kosourov, K.B., Semchenkov, Yu.M., Ukrayintsev, V.F. NPPs with WWER-1000 Type Reactors: From the Physical Basics of Operation to Project Evolution. – Moscow: Logos, 2010. – 604 p (In Russ.).Bulbul Ahammed D. A. A. S. From VVER-1000 to VVER-1200: Studying the impact of core changes. – 2024.Lötsch T., Khalimonchuk V., Kuchin A. Proposal of a benchmark for core burnup calculations for a VVER-1000 reactor core. – 2009.Б.Р. Бергельсон, С.А. Балюк. Ядролық энергетиканың U-Pu отын циклінде ұзақ өмір сүретін радиоуыттылықтың жинақталуын талдау // Атом энергиясы. – 1996. – 80. Т. – № 1. – 37–43 беттер.Bulbul Ahammed D. A. A. S. From VVER-1000 to VVER-1200: Studying the impact of core changes. – 2024.Ю.В. Чечеткин, Ю.В. Чечеткин, Е.К. Якшин, В.М. Ещеркин. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 152 бет.Bergelson, B.R., Balyuk, S.A. Analysis of the Accumulation of Long-lived Radiotoxicity in the U–Pu Fuel Cycle of Nuclear Power // Atomic Energy. – 1996. – Vol. 80, No. 1. – P. 37–43 (In Russ.).Е.И. Коптелов Радиметрия – ВМФ / Е.И. Коптелов, Г.И Котивец.– 1972. – 535 бет.Chechetkin, Yu.V., Yakshin, E.K., Eshcherkin, V.M. Treatment of Radioactive Gaseous Waste at NPPs. – Moscow: Energoatomizdat, 1986. – 152 p (In Russ.).Ю.П. Ковбасенко, «Вестингауз» және «ТВЭЛ» компанияларының пайдаланылған отынның изотоптық құрамын салыстырмалы талдау. – 2016.Koptelov, E.I., Kotivets, G.I. Radiometry – Navy. – 1972. – 535 p (In Russ.).Ю.А. Корчева және т.б. Беларусь АЭС пайдаланылған ядролық отынмен ұзақ уақыт жұмыс істеу кезінде негізгі радиациялық қауіпті радионуклидтердің номенклатурасы бойынша белсенділік қорларын бағалау // Беларусь Ұлттық ғылым академиясының жаңалықтары. Физика-техникалық ғылымдар сериясы. – 2020. – 65 Т. – № 2. – 243–251 бет. https://doi.org/10.29235/1561-8358-2020-65-2-243-251Kovbasenko, Yu.P. (2016). Comparative Analysis of the Isotopic Composition of Spent Nuclear Fuel of Westinghouse and TVEL Companies // Nuclear and Radiation Safety Journal (In Russ.).Korcheva, Yu.A. et al. Estimation of Activity Inventory for Major Radiologically Hazardous Radionuclides During Long-term Management of Spent Nuclear Fuel at Belarusian NPP // Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Series of Physical-Technical Sciences. – 2020. – Vol. 65, No. 2. – P. 243–251 (In Russ.). https://doi.org/10.29235/1561-8358-2020-65-2-243-251Korcheva, Yu.A. et al. Estimation of Activity Inventory for Major Radiologically Hazardous Radionuclides During Long-term Management of Spent Nuclear Fuel at Belarusian NPP // Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Series of Physical-Technical Sciences. – 2020. – Vol. 65, No. 2. – P. 243–251 (In Russ.). https://doi.org/10.29235/1561-8358-2020-65-2-243-251

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