Состав ОЯТ разных энергетических реакторов Опции

[VBVB]

Столкнулся с интересным вопросом.
Оказывается по множеству экспериментальных данных следует, что отработанное топливо водо-водяных PWR и кипящих BWR реакторов при равном выгорании имеет заметные отличия в содержании тех или иных радионуклидов. Особенно это заметно, например, для изотопов плутония, америция и кюрия. Причем даже наблюдаются отличия в содержании ряда изотопов в ТВС из центра активной зоны и периферии.
Особых объяснений этому явлению не обнаружилось, а большинстве справочников так или иначе говорится, что ОЯТ легководников имеют четкую зависимость состава от выгорания. А в реале это не так.
Думается, что причины наблюдаемого явления в отличии состава ОЯТ следующие:
1. Характеристики мощности нейтронного потока отличны для PWR и BWR по причине разницы в плотности упаковки актиной зоны.
2. Спектр нейтронного потока в PWR и BWR отличен по причине отличия в замедляющих свойствах водяного пара при разных давлениях.
3. Мощность и спектр нейтронного потока в конкретно взятом аппарате заметно изменяется при переходе на топливо с увеличенным обогащением (постоянная тенденция на японских и американских АЭС), что и приводит в отличии в составе ОЯТ даже при равных выгораниях.
4. Судя по всему, и мощность и спектр нейтронного потока также отличаются в центре а.з. и на ее переферии.
Получаются, что таблицы по составам ОЯТ, приводимые в разных справочниках и книгах, отражают только некоторые тенденции в изменении реального состава ОЯТ от его степени выгорания. Ну и как пользоваться такими таблицами для оценки наработки трансактинидов в разных водяных реакторах?
Замечу, что разные коды рассчетные при прогнозировании состава ОЯТ еще большие ошибки и разброс в содержании изотопов разных дают, что по бенчмарковским тестам особо заметно.
Судя по всему такого рода проблема с нечеткой зависимостью составом ОЯТ от выгорания будет для тех же быстрых натриевых реакторов наблюдаться более ярко, поскольку, что не апппарат, то имеет ряд отличий в конструктиве а.з. и мощности и спектре нейтронного потока.
Интересно, кто-что думает по этому поводу?

[Didro]

Это естественно, т.к. спектр нетронов разный.
Более того, по высоте ТВС эти различия существенно усиливаются.

[Dozik]

Получаются, что таблицы по составам ОЯТ, приводимые в разных справочниках и книгах, отражают только некоторые тенденции в изменении реального состава ОЯТ от его степени выгорания. Ну и как пользоваться такими таблицами для оценки наработки трансактинидов в разных водяных реакторах?

В нормальных справочниках приводится и режим работы реактора, обогащение и среднее выгорание (количество суммарных актов деления). В расчетных кодах также учитывается выгорание по высоте и радиусу, даже какое топливо используется (например, регенеративное и с каких реакторов - разное содержание-соотношение уранов, содержание выгораемых поглотителей и т.п.)...

[VBVB]

В нормальных справочниках приводится и режим работы реактора, обогащение и среднее выгорание (количество суммарных актов деления).

Что есть нормальный в вашем понимание? В тех книгах и справочниках, что видел и пользовался, в легенде таблиц пишут
1. Тип реактора и его тепловая/электрическая мощность
2. Обогащение уранового топлива
3. Среднее выгорание (не FIMA), а именно величина ГВт*день/тонну U, взятая из средней энерговыработки во время топливной кампании.
4. Для несвежего ОЯТ приводится еще и время выдержки
5. Иногда указывают длину топливной кампании

В нормальных справочниках приводится и режим работы реактора, обогащение и среднее выгорание (количество суммарных актов деления). В расчетных кодах также учитывается выгорание по высоте и радиусу, даже какое топливо используется (например, регенеративное и с каких реакторов - разное содержание-соотношение уранов, содержание выгораемых поглотителей и т.п.)...

Это в каком виде к таким таблицам дается "режим работы реактора"? Ни разу ничего подобного не попалось.

Поясню еще раз свое удивление и вопросы последующие.
Для образцов чисто уранового ОЯТ (без регенерата какого-либо) полученного на BWR и PWR из топлива с одинаковым начальным обогащением (без выгорающих поглотителей) при одинаковых средних выгораниях в ряде реальных случаев, согласно инструментальным измерениям, наблюдаются расхождения достигающие процентов 15% по содержанию изотопов плутония, америция и кюрия и до 15-25 %по их суммарным массам в топливе. Также видел ряд данных которые говорили, что менее выраженные отличия наблюдаются и для разных версий PWR, отличающихся мощностью. Причем для топлив с большими выгораниями отличия большие наблюдал.
Интерес к вопросу появился при рассмотрении ряда работ по учету/прогнозу балансов по наработанным/нарабатываемым трансактинидам в ОЯТ, проводимых разными странами. Получается, что без инструментальной оценки точного содержания количеств плутония, америция и кюрия и их изотопный состав во всех образцах ОЯТ, хранимого в какой-либо стране, рассчитать точные балансовые величины наработанных трансактинидов малореально. Получатся оценки типа "наработанного америция в хранимом ОЯТ около 1500 кг плюс/минус 300 кг." Хотя нераспространенческие конторы подсчет плутония и америция стараются с точностью до килограмма вести.
Видимо такая штука для трансактинидов наблюдаются из-за того, что в конце топливной кампании их нечетные изотопы дают реальный вклад в деление и энерговыработку. Причем этот вклад различен на каждом разном типе водо-водяного ректора и его конкретной модели.

[Dozik]

Это в каком виде к таким таблицам дается "режим работы реактора"? Ни разу ничего подобного не попалось.

Ну, у постоянно мною цитируемого Колобашкина рассматриваются несколько режимов облучения: (А,Б,В). И по трансурановым тоже. По-моему, здесь постил таблицы по радионуклидам (выборочно) только по ВВЭРам, но по чьей-то просьбе и по РБМК - там и с трансурановыми. Три режима, содержание сильно отличается.

Интерес к вопросу появился при рассмотрении ряда работ по учету/прогнозу балансов по наработанным/нарабатываемым трансактинидам в ОЯТ, проводимых разными странами. Получается, что без инструментальной оценки точного содержания количеств плутония, америция и кюрия и их изотопный состав во всех образцах ОЯТ, хранимого в какой-либо стране, рассчитать точные балансовые величины наработанных трансактинидов малореально.

А как вы себе эту инструментальную оценку представляете?

Получатся оценки типа "наработанного америция в хранимом ОЯТ около 1500 кг плюс/минус 300 кг." Хотя нераспространенческие конторы подсчет плутония и америция стараются с точностью до килограмма вести.
Видимо такая штука для трансактинидов наблюдаются из-за того, что в конце топливной кампании их нечетные изотопы дают реальный вклад в деление и энерговыработку. Причем этот вклад различен на каждом разном типе водо-водяного ректора и его конкретной модели.

Насчет погрешности - не скажу. Что у них в программе нарисовано. У нас этим другая контора занимается. Но в отчетах по расчету содержания в ОЯТе видел распределение по высоте, аксиальное - не помню было или нет. Там, возможно, по интегральному выгоранию. Все это есть и считается.

[Kapa6ac]

Имею некоторый опыт расчета ОЯТ по спектральной программе с модулеи Ориджин для водо-водяных систем.

На изотопный состав облученной ТВС сильно влияет история энерговыработки - как и при какой мощности копились шлаки, если речь идет о промежутке времени от секунд до 3 лет после извлечения ТВС из активной зоны. Ежели задача ставится о временах выдержки ТВС более 3-х лет, то там уже все равно - изотопный состав уже "забыл" об условиях выгорания - все короткоживущие и "среднеживущие" изотопы "угомонились" - динамика изменения изотопного состава на эти длительные времена определяется только долгоживущими изотопами и глубиной выгорания ТВС на момент ее извлечения.

При этом плотность воды, концентрация бора в воде, температура топлива - эти условия выгорания - мало влияют на изотопный состав.
Где-то так.