ВВЭР-С Опции

[AtomInfo.Ru]

Отдельная тема по ВВЭР-С, т.к. это не СКД.

Для затравки интервью Мохова.
http://atominfo.ru/newse/l0453.htm

[AtomInfo.Ru]

По мелочи. Будет D2O - возникнет проблема очистки от трития, которая в легководниках несущественна.

Самое главное. Водород - уникальное ядро. Единственное, при столкновении с которым свежерождённый нейтрон имеет вероятность потерять всю свою энергию. Поэтому лёгкой воды в реакторе нужно не так много, и кассеты могут стоять вплотную друг к другу.

Если начнёте заменять водород на дейтерий, сразу столкнётесь с тем, что для замедления потребуются намного большие объёмы воды. Кассеты придётся растаскивать друг от друга, и корпус таки увеличится в размерах.

Посмотрите, как стоит топливо в CANDU. Между топливными каналами там огромные пространства каландра, заполненные D2O.

[Татарин]

По мелочи. Будет D2O - возникнет проблема очистки от трития, которая в легководниках несущественна.

Самое главное. Водород - уникальное ядро. Единственное, при столкновении с которым свежерождённый нейтрон имеет вероятность потерять всю свою энергию. Поэтому лёгкой воды в реакторе нужно не так много, и кассеты могут стоять вплотную друг к другу.

Если начнёте заменять водород на дейтерий, сразу столкнётесь с тем, что для замедления потребуются намного большие объёмы воды. Кассеты придётся растаскивать друг от друга, и корпус таки увеличится в размерах.

Стоп.

Как я понял, весь смысл спектрального регулирования в том, чтобы в начале кампании замедлять меньше и иметь более жёсткий спектр нейтронов.
За счёт этого регулировать реактивность.
Меньше нечётного урана делится, больше чётного урана захватывает нейтрон.
Реактивность падает. Что нам и надо.

По мере выгорания топлива и уменьшения запаса реактивности мы убираем тяжёлый водород из смеси и делаем замедлитель более эффективным, а спектр более мягким - снова восстанавливая реактивность.

То есть, в начале кампании у нас лишние нейтроны жрёт не бор, а уран-238. Из-за более жёсткого спектра.
Поправьте, если я тут глючу.

...
Что касается трития... Тритий как минимум даёт тот же бор-10 при захвате нейтрона. Если в воде первого контура есть бор, там будет и тритий.
Сечение же захвата нейтрона дейтерием на порядки (не скажу навскидку в барнах) меньше. В тяжеловодном реакторе тритий есть потому, что дейтерия там много, грубо говоря, несчастному нейтрону в чистой тяжёлой воде некуда податься. Даже небольшая добавка лёгкой воды резко уменьшит наработку трития (и, ессно, сделает бессмысленной идею тяжеловодного реактора вообще).
При наших же пропорциях нейтрон в абсолютном большинстве случаев будет захвачен обычным водородом.

Так что я б ещё сильно посмотрел бы - а не будет ли серьёзного выигрыша в "тритиевом вопросе" по сравнению с борным регулированием.

[AtomInfo.Ru]

Как я понял, весь смысл спектрального регулирования в том, чтобы в начале кампании замедлять меньше и иметь более жёсткий спектр нейтронов.

Да.

За счёт этого регулировать реактивность.

Это одна из подзадач. Главная же задача на текущий момент иная - увеличить КВ, то есть, воспроизводство делящихся материалов в легководных реакторах.

Необходимо смотреть всю систему в целом, а не один реактор. Пусть в системе одновременно работают и тепловые, и быстрые реакторы. Тепловые реакторы имеют КВ<1. Для неуменьшения количества делящихся материалов в системе, быстрые реакторы должны иметь КВ>1.
Чем меньше КВ тепловых реакторов, тем больше должен быть КВ быстрых, а это приводит к технологическим сложностям.
Соответственно, есть простой выход - давайте повысим КВ ВВЭР, тем самым, упростим задачу для конструкторов РБН. Для этого сейчас и предлагается внедрить спектральное регулирование. Причём быстро внедрить, не "во второй половине четвёртой четверти XXI века".

Меньше нечётного урана делится, больше чётного урана захватывает нейтрон.

Да, так. У урана-238 есть гигантский резонанс захвата (нейтронов) при энергии, по памяти, 6,67 эВ (может немного варьироваться в зависимости от файла оценённых константных данных и т.п.).

В обычном ВВЭР абсолютное большинство нейтронов проскакивает эту энергию за счёт замедления, в первую очередь, на водороде. Если мы начнём убирать водород, то вероятность попадания нейтрона в область энергии первого резонанса 238U увеличится. Соответственно, возрастает захват нейтронов в 238U с образованием 239Pu. Бинго!

По мере выгорания топлива и уменьшения запаса реактивности мы убираем тяжёлый водород из смеси и делаем замедлитель более эффективным, а спектр более мягким - снова восстанавливая реактивность.

Угу, и даже B&W с нами согласна:

the moderator mixture is rich in heavy water at the beginning of core life, so a relatively large fraction of the neutrons are epithermal and are absorbed in the fertile material. As fuel is consumed, the moderator is diluted with light water. In this way the neutron spectrum is shifted, thereby increasing the proportion of thermal neutrons and the reactivity of the system.

То есть, в начале кампании у нас лишние нейтроны жрёт не бор, а уран-238. Из-за более жёсткого спектра.

Да, всё правильно.

[Татарин]

Необходимо смотреть всю систему в целом, а не один реактор.

По этой логике нужно забить на всё и строить БН-800 пачкой, тем временем разрабатывая БН-1200.

Потому что доля "новых" ВВЭРов со спектральным регулированием будет малой, а ничтожная разница в их КВ почти никак не скажется на системе в целом.

Можно понять, почему строят ВВЭР на экспорт. И пусть строят, совершенствуют и т.д.
Но зачем они внутри страны, когда страна может (ну, типа, может же?) строить БН?
Тем паче, что ВВЭР имеет больше ограничений по производству (типа корпусов реактора).

[AtomInfo.Ru]

Можно понять, почему строят ВВЭР на экспорт. И пусть строят, совершенствуют и т.д.

Не пойдёт. Инозаказчик желает иметь референтность. И не желает выступать подопытным кроликом. Финны отступили от этой логики и получили Олкилуото-3. Точнее, ещё не получили.

Так что, строить себе одно, а продавать другое, не выйдет.

Но зачем они внутри страны, когда страна может (ну, типа, может же?) строить БН?

Затем, что пока нет коммерческих проектов быстрых реакторов.

Одно дело - радоваться пуску одного БН-800 или предлагать малую серию БН для решения утилитарной задачи по переработке ОЯТ. Другое - делать ставку на БН-800 как основную рабочую лошадку. Выйдет дорого и рискованно (по ВВЭР эксплуатационного опыта гораздо больше).

Усовершенствование ВВЭР как раз и призвано помочь конструкторам быстрее выйти на коммерческий проект БН, готовый работать в широкомасштабной энергетике.