АНАЛИЗ ПОДКРИТИЧНОСТИ В КОНТЕЙНЕРАХ ОЯТ РЕАКТОРА БН-350

Актуальность исследований связана с необходимостью анализа подкритичности при всех регламентированных и аварийных сценариях в условиях долговременного хранения отработавшего топлива (ОЯТ) реактора БН-350. Хотя все основные расчеты и исследования были выполнены при разработке и проектировании хранилища, уточненные расчеты необходимы для подтверждения безопасного хранения ОЯТ БН-350 как реального и деградирующего объекта. Целью работы является оценка хранения контейнеров с точки зрения ядерной безопасности при соблюдении условий гарантированной подкритичности при некоторых аварийных ситуациях. Результаты исследования упаковочного комплекта хранения (УКХ) c восемью чехлами показывают, что при нахождении УКХ с ОЯТ в механически неповрежденном, либо поврежденном состоянии и даже в окружении группы УКХ величина эффективного коэффициента размножения нейтронов k_эфф меняется незначительно, но начинает возрастать при появлении воды в расчетных конфигурациях. Наиболее критичной является ситуация при образовании в полостях контейнера и чехлов пароводяной смеси, что может произойти при деградации защитных оболочек контейнеров.

1. Обращение с радиоактивными отходами перед захоронением. Серия норм безопасности МАГАТЭ, №GSR Part 5 – Вена: МАГАТЭ, 2010.

2. Руководство по вариантам и системам хранения отработавшего топлива. – Вена: МАГАТЭ, 2025

3. Безопасность установок ядерного топливного цикла: конкретные требования безопасности. Серия норм безопасности МАГАТЭ № SSR-4. – Вена: МАГАТЭ, 2017.

4. Оценка безопасности установок и деятельности, Серия норм безопасности МАГАТЭ, № GSR Part 4 (Rev. 1), – Вена: МАГАТЭ, 2016.

5. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, IAEA Nuclear Safety and Security Glossary, Non-serial Publications, IAEA, Vienna (2022).

6. LIN Rushan, ZHONG Zhenya. Progress and Development Thinking of Dry Reprocessing Technology for Spent Nuclear Fuel from Fast Reactor[J]. Atomic Energy Science and Technology, 2025, 59(S1): 41-53. DOI: 10.7538/yzk.2025.youxian.0055

7. Wainwright, Haruko & Christiaen, Chloe & Atz, Milos & Tchakerian, John & Yu, Jiankai & Ridley, Gavin & Shirvan, Koroush. (2024). Cross-disciplinary Reactor-toRepository Framework for Evaluating Spent Nuclear Fuel from Advanced Reactors. DOI: 10.21203/rs.3.rs-4579349/v1.

8. Finland will soon bury nuclear waste in a geological tomb that’s built to last for 100,000 years. Sam Meredith https://www.cnbc.com/2024/08/29/onkalo-finland-to-bury-nucle- ar-waste-in-worlds-first-geological-tomb.html.

9. О выводе из эксплуатации реактора БН-350 в городе Актау Мангыстауской области Постановление Правительства Республики Казахстан от 22 апреля 1999 года № 456

10. Тур Е.С., Айсабеков А.Ж. Перевозка восьмиместного транспортно-упаковочного комплекта содержащего отработавшее ядерное топливо РУ БН-350 с точки зрения ядерной безопасности. Вестник НЯЦ РК. 2003;(4):94-98.

11. Mukhamedov, N.; Toleubekov, K.; Vityuk, G.; Bekmuldin, M.; Dolzhikov, S. Decommissioning of the BN-350 Fast Neutron Reactor: History Review and Current Status. Energies 2025, 18, 3486. https://doi.org/10.3390/en18133486 https://www.mdpi.com/1996-1073/18/13/3486?utm

12. Политика и стратегии обращения с радиоактивными отходами. Серия изданий МАГАТЭ по ядерной энергии № NW-G-1.1. – Вена: МАГАТЭ, 2012.

13. Обращение с отработавшим топливом реактора БН-350. Анализ и обоснование безопасности на этапе упаковки. Заключительный отчет. Том 1, 2, НЯЦ РК, 2001 г.

14. Dry Cask Storage https://www.nrc.gov/waste/spent-fuel-storage/dry-cask-storage

15. GAO-21-603 Commercial Spent Nuclear Fuel

16. Кривицкий П.Е., Мустафина Е.В., Прозорова И.В., Прозоров А.А., Чернов А.А. Оценка состояния ОЯТ реактора БН-350 в режиме долговременного хранения. Вестник НЯЦ РК. 2020;(2):167-170. https://doi. org/10.52676/1729-7885-2020-2-167-170

17. J. A. Kulesza, T. R. Adams, J. C. Armstrong, S. R. Bolding, F. B. Brown и др. MCNP® Code Version 6.3.1 Theory & User Manual. Los Alamos National Laboratory Technical Report LA-UR-24-24602, Rev. 1. Los Alamos, NM, USA. May 2024

18. Colvin J. Josey, R. Arthur Forster III, Fred B. Brown и др. The MCNP 6 code: A decade of progress, EPJ Nuclear Sciences and Technologies (2025). DOI: 10.1051/epjn/2025003.

19. ПБЯ-06-00-96. Основные отраслевые правила ядерной безопасности при использовании, переработке, хранении и транспортировании ядерноопасных делящихся материалов: введ. приказом Министра от 14 декабря 1996 года №737

20. А.А. Александров, Б.А. Григорьев. «Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара». Справочник. Москва, «МЭИ», 1999.

21. F. B. Brown. Fundamentals of Monte Carlo Particle Transport. Los Alamos National Laboratory Presentation LA-UR-05-4983. Los Alamos, NM, USA. 2005.

22. Технический регламент «Ядерная и радиационная безопасность» (утвержден постановлением Правительства РК № 58 от 20 февраля 2017).

23. НП-061-05 «Правила безопасности при хранении и транспортировании ядерного топлива на объектах использования атомной энергии»