Тяжеловодные реакторы, Что могут нарабатывать Опции

[Помм]

В последнее время видно, что тяжеловодные проекты уже устарели и даже Канада за них не держится. В то же время, они продолжают работать в некоторых странах как наработчики изотопов. Хотелось бы узнать, обязательно ли при своей работе такой реактор нарабатывает PU-239? Или при соответствующей глубине выгорания там будет больше реакторного плутония?

И еще. Можно ли, зная спецификации и проектные чертежи, определить, что будет такой реактор нарабатывать? И могут ли такой реактор "перенастроить" на другие изотопы в процессе эксплуатации

[3www]

У меня вопрос по иранскому тяжеловодному реактору IR-40. Зарание извиняюсь, если спрашиваю глупость - я не профессионал.
По IR-40 есть следующая информация:
Тепловая мощность - 40 МВт
Степень обогащения урана - 0,71% (природная)
Масса загружаемого диоксида урана - 10 тонн (или, вероятно, это масса урана в пересчёте на диоксид).
По оценкам экспертов, за 300 дней в облучённом топливе образуется ~ 9000 грамм плутония, т. о., при использовании IR-40 в качестве наработчика плутония, за год он может давать ~ 10 - 11 килограмм плутония "оружейного качества" (при этом конкретное процентное содержание Pu-239 не приводится, но будем условно считать его минимальным - 93%). А теперь мой вопрос:
Если загрузить в активную зону данного реактора уран, обогащённый, скажем до 1,5 - 2 % (в 2 - 3 раза больше U-235) и ускорить охлаждение, прокачивая больший объём тяжёлой воды и регулируя скорость реакции с помощью стержней, увеличится ли "плотность" нейтронного потока?
Иными словами, будет ли выделятся больше нейтронов в единицу времени?
Если "да", то получается, что несмотря на снижение концентрации U-238 его всё еще остаётся 98% - вполне достаточно для облучения нейтронами. Тогда выходит, что топливо можно презагружать в 2 - 3 раза чаще, почти без потерь в количестве плутония. Это, конечно, очень дорогой способ получения плутония - вместо природного урана нужно будет делать гексафторид урана, обогощать, потом опять делать оксид. Но чего не сделаешь ради феерверка
PS. Респект и уважение местному сообществу - в интернете такое количество умных и образованных людей в одном месте - редкость. Прочитал ветку - открылись глаза на многое.

[AtomInfo.Ru]

По оценкам экспертов, за 300 дней в облучённом топливе образуется ~ 9000 грамм плутония, т. о., при использовании IR-40 в качестве наработчика плутония, за год он может давать ~ 10 - 11 килограмм плутония "оружейного качества" (при этом конкретное процентное содержание Pu-239 не приводится, но будем условно считать его минимальным - 93%).

Давно ли МАГАТЭ выкладывает в общий доступ свои конфиденциальные документы?

Если загрузить в активную зону данного реактора уран, обогащённый, скажем до 1,5 - 2 % (в 2 - 3 раза больше U-235) и ускорить охлаждение, прокачивая больший объём тяжёлой воды и регулируя скорость реакции с помощью стержней, увеличится ли "плотность" нейтронного потока?
Иными словами, будет ли выделятся больше нейтронов в единицу времени?

Без расчётов не ответить точно.

Смотрите. Есть формула:
W = Const * sigma-f * ro * Ф * V

W - мощность, она по условиям задачи не меняется.
V - объём активной зоны, также не меняется.

Вы предлагаете поменять ro, то есть, концентрацию делящихся изотопов (в данном случае, U-235). Конкретно, увеличить её в 2-3 раза. При таком раскладе из формулы следует, что Ф (интересующий Вас поток нейтронов) уменьшится в 2-3 раза. То есть, ответ - с точки зрения наработки плутония Вы сделаете хуже.

Но ответ этот на пальцах и может измениться при точных вычислениях.
Во-первых, при изменении ro изменится также sigma-f (среднее сечение деления), и её изменение на пальцах не оценить.
Во-вторых, вся эта прикидка по формуле очень приблизительна, так как не учитывает необходимости удерживать реактор всё время работы в критическом состоянии (иранцы делают это стержнями управления). Точный расчёт может многое изменить, но для него данных, естественно, недостаточно.

P.S. Расчёты, которые Вы привели в начале вопроса, также выполнены на пальцах и, скорее всего, действительности не соответствуют.

P.P.S. Повысив концентрацию урана-235, Вы получите возможность повысить мощность реактора. Точно ответить не могу, но скорее всего, тоже в разы. Тогда да - если Вы вернётесь к формуле, то видно, что в этом случае у Вас есть шансы увеличить поток. Но эту мощность придётся как-то отводить, а иранцам сделать это на выбранной ими площадке будет сложно, там не так много обычной воды. Так что этот вариант вряд ли реализуем.