ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПАРАМЕТРОВ АКТИВНОЙ ЗОНЫ EPR ПРИ РАБОТЕ НА МОЩНОСТИ

Актуальность работы связана с анализом активной зоны реактора типа EPR (European Pressurized Reactor) и описанию механизмов управления реактивностью на всех стадиях топливной кампании. Актуальность работы подчёркивается важностью верификации и валидации моделей, описывающих поведение активной зоны в динамике, для обоснования безопасности реакторов нового поколения. Отличительной особенностью работы является моделирование процессов, происходящих в активной зоне реактора поколения III+ с использованием расчетов методом Монте-Карло в программе MCNP. В ходе исследований рассмотрены как активные (регулируемые) параметры реактивности – глубина ввода управляющих стержней и концентрация борной кислоты, так и пассивные – выгорание поглотителей (гадолиния) и накопление продуктов деления. Рассмотрена группа продуктов деления, которая описывает эффекты отравления и шлакования АЗ. Выполнена сравнительная оценка параметров, влияющих на реактивность.

Результаты исследования подтверждают высокую эффективность комплексной системы управления реактивностью в реакторах EPR и демонстрируют необходимость интегрированного подхода к анализу нейтронно-физических характеристик активной зоны, учитывающего как активные, так и пассивные механизмы изменения реактивности. Результаты также будут полезны для анализа и улучшения топливных кампаний как российских ВВЭР, так и зарубежных PWR-реакторов.

1. U.S. EPR Fuel Assembly Mechanical Design, AREVA NP Inc., May 2013

2. Recommendations for Addressing Axial Burnup in PWR Burnup Credit Analyses, Oak Ridge National Laboratory, MARCII 2003

3. Научно-деловой портал «Атомная энергия 2.0» (2008-2025) https://www.atomic-energy.ru/news/2021/06/15

4. https://leg.co.ua/stati/pervyy-v-evrope-epr-dostig-pervoy-kritichnosti.html

5. The Physics of Nuclear Reactors, Serge Marguet, 2017, https://doi.org/10.1007/978-3-319-59560-3

6. Design of the Reactor Core for Nuclear Power Plants. – Vienna: International Atomic Energy Agency, 2020. – 75 p. – (IAEA Safety Standards Series; No. SSG-52).

7. MCNP — A General Monte Carlo N-Particle Transport Code. Version 5. Volume I. II. III. X-5 Monte Carlo Team. Los Alamos. New Mexico 2003

8. D. B. Pelowitz and et. MCNP6 User's Manual. Los Alamos National Laboratory Tech. Rep. LA-CP-13-00634. Los Alamos, NM, USA. May 2013.

9. U.S. EPR FINAL SAFETY ANALYSIS REPORT, page 4.3.1-4.3.94

10. Control rod shadowing effect in PWR core utilizing Urania-Gadolinia fuel, Heba K. Louis, Riham M. Refeat, Mohga I. Hassan, https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2021.103993, Progress in Nuclear Energy, Volume 142, December 2021, 103993

11. «Safety margins of operating reactors», IAEA, January 2003

12. Structure of Nuclear Power Plant Design Characteristics in the IAEA Power Reactor Information System (PRIS), International Atomic Energy Agency March 2007

13. Implementation of a Cross Section Evaluation Methodology for Safety Margin Analysis: Application to Gadolinium Odd Isotopes, F. Rocchi, A. Guglielmelli, S. Lo Meo, Report Ricerca di Sistema Elettrico, Sep 2016

14. https://wwwndc.jaea.go.jp/cgi-bin/Tab80WWW.cgi?iso=Gd153&lib=J40

15. «Performance and economic assessment of enriched gadolinia burnable absorber», Bolukbasi Mustafa, Middleburgh Simon, Dahlfors Marcus, Lee Bill, Progress in Nuclear Energy DOI: 10.1016/j.pnucene.2021.103752, 01/07/2021

16. «Calculation and comparison of xenon and samarium reactivities of the HEU, LEU core in the low power research reactor», S. Dawahra, K. Khattab, G. Saba, https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2015.03.015, Applied Radiation and Isotopes, Volume 101, July 2015, Pages 27-32

17. Fuel and Core Design Assessment of the EDF and AREVA UK EPR™ Reactor, Office for Nuclear Regulation An agency of HSE, 10 November 2011.

18. «Control rod shadowing effect in PWR core utilizing Urania-Gadolinia fuel», Heba K. Louis, Riham M. Refeat, Mohga I. Hassan, https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2021.103993, Progress in Nuclear Energy, Volume 142, December 2021, 103993