http://atominfo.ru/newsl/s0373.htm

Неплохой результат для персов по IR-40.

Стратегически они сохранили тяжеловодное направление, к которому подступались ещё при шахе и которое им в 90-ые ставили китайцы.

Тактически им сделают первую загрузку (по которой у них были сомнения в возможности сделать самим) и центральную петлю (к которой они сами даже и не подступились бы всерьёз).

Табличка данных по IR-40, конечно, неполная без картинок. Кое-что интересное в новом проекте явно будет. Например:

Площадь "сборок" = sqrt(3)/2 * pitch^2 * число_"сборок" = 0,866 * 121 * 91 = 9535 см^2.

Диаметр экв.окружности для "сборок" = 2*sqrt(9535/3,1415) = 110 см.

Диаметр активной зоны = 110 + 2*толщина_отражателя = 110+2*50 = 210 см.

А в таблице диаметр активной зоны 240 см.

Даже если учесть стенки каландра и корпуса, дополнительные 30 см не набираются.

Возможно, эти 30 см (т.е. слой толщиной 15 см) и есть место, куда будут заливать лёгкую воду - то есть, это вторая независимая система останова реактора. Хотя зачем она так далеко от топлива?

Пара моментов, если можно. В первом уравнении приведен сомножитель число_"сборок", который у Вас равен 91, при этом в таблице указано число ТВС - 78. И, предпоследний абзац из статьи:


Про отказ от производства топлива из природного урана напрямую нигде не прописано. В JCPOA есть запрет на R&D сроком на 8 лет в области металлургии урана и не только. Может быть, я пропустил?

"Сборки" взяты в кавычки, потому что не все они реальные топливные сборки.

Гексагон собирается так: 1+6+12+18+24+30 = 91 "сборка".

Из них 78 топливных, 1 центральная петля и 12 позиций, которые предназначены для облучательных каналов или иных устройств.





И это принципиальный момент для снижения производства плутония, и на нём настаивала в том числе и Россия (в смысле, на переход на обогащённый уран настаивала).

P.S. Более того, при 78 сборках реактор на природном уране или вообще не сможет выйти на мощность, или рухнет через несколько дней или даже часов.
Поэтому пункт о запрете топлива из природного урана для IR-40 получился бы автоматически, из соображений физики.

Или, когда работал, то считал как Гаусс:
1+6n(n+1)/2
А теперь считаю как гауссовы одноклассники.

Граница отражателя бак с тяжелой водой. А если они посчитали толтщину рефлектора от крайней точки кассеты в последнем ряду до бака? И какая у бака толщина?

А могут эти сантиметры уйти на "Рядом с границей активной зоны будут установлены ещё 12 облучательных каналов."

Далековато.

Чтобы облучать, нужно иметь достаточно высокий поток. Ставить каналы на большом удалении от топлива - значит, сильно снижать в них поток нейтронов и их экспериментальную ценность.

Зона из 91 шестигранника.
Сколько расстояние по нарисованной чёрным цветом прямой между внешними гранями шестигранных "кассет"?
11 питчей?
11*11 = 121 см
121+2*50 = 221 см
Всё равно не бьётся.

И потом, действительно - куда они собрались заливать лёгкую воду вокруг зоны? Не в отражатель же. Отражатель у них по смыслу - это часть внутренностей каландра, зачем туда лить H2O и портить весь контур замедлителя?



У каландра?
Core wall thickness 30 мм
Под core wall они явно имеют в виду стенку каландра. Т.е., 3 см толщина.

И кстати. Шестигранники на картинке - это же не кассеты! Это кассеты, которые соответствуют примерно цифрам на картинке, и окружающая их тяжёлая вода!
Тогда какой смысл считать толщину отражателя от "принадлежащей активной зоне" тяжёлой воды?

Нет, скорее всего, 240 см - это зона, доведённая до корпуса реактора. Но тогда получается, что лёгкую воду будут заливать в пространство между корпусом и каландром, что выглядит в принципе разумно.

Всё, вопрос решён. Спасибо добрым людям, которым не спится в выходные!

240 см - это диаметр старой активной зоны, до переделки.

То есть, персы не меняют корпус реактора; соответственно, размер зоны они сохраняют, и у них появляется пустое пространство, которое можно как-то использовать. Например, для той же заливки каландра лёгкой водой.

А вот и нет! Спасибо другим неспящим добрым людям!

Старая зона до переделки, оказывается, была намного больше, если считать её до каландра. Поэтому 240 см - это что-то другое.

И момент, на который я не обратил внимания в плане действий.
В нём говорится про "in a tight hexagonal grid".
Оказывается, это неслучайное упоминание. Шаг расстановки кассет в новом концептуальном проекте был очень сильно уменьшен по сравнению с предыдущими вариантами.

Я пас, я так красиво рисовать шестиугольники не умею. Другой вопрос: что им даст центральный канал?

Испытания твэлов и кассет (возможно, их уменьшенных вариантов).

То, чего они не могут делать на тегеранском реакторе и практически не могут на Бушере.

Центральная петля - инструмент разработчика, а не заказчика.

То есть, персы отсидят свой срок (кстати, про срок интересно) и вперёд, развивать свою программу - свои реакторы, своё топливо для них и т.д.

Теперь про срок.

Когда начиналась вся эта бодяга вокруг Ирана (2002 год, но формально считается 2003), то Штаты требовали 20-летнего полного отказа от ядерной программы.

Прошло 12 лет, и что мы видим? В мораторийных положениях плана часто употребляется "8 лет".

12+8 = искомые 20 лет. То есть, Ирану 12 лет расследования досье зачли в окончательный приговор.

Но Иран-то эти 12 лет не сидел сложа руки...

В общем, Бараку Ибрагимычу, по-моему, уже всё равно что подписывать, лишь бы что-нибудь подписать да объявить о великой победе

http://atominfo.ru/newsl/s0373.htm
Соглашение по IR-40

kэфф <1,25
Избыточная реактивность <2000 pcm

У меня не очень "вяжется" kэфф и Избыточная реактивность . . .
Не слишком ли велико kэфф? или мало "РО" . . .?

О, а это у нас опечатка.
20 тысяч pcm, естественно.

Кстати, у них запас реактивности просто бешеный.

Кампания у них будет меньше года.
Интересно, как будут перегружаться, какую часть зоны?

Аппаратик-то в результате всех этих политических пертурбаций получится интересный. С ходу не могу придумать аналога. Тяжёловодник, компактная зона, обогащённый уран...

Лёгкая вода у них, скорее всего, получается не для контроля реактивности, а что-нибудь типа IVR.
Всё-таки слишком далеко, если будут лить воду за слоем 50 см D2O от топлива.
50 см тяжёлой воды - это много, почти бесконечно толстый отражатель.

А жалко. Потому что могло бы быть красиво. Лёгкая вода в тяжеловоднике есть поглотитель. То есть, налив обычной воды куда-нибудь в отдельное место в зоне или рядом с ней, можно было бы надёжно заглушить реактор. Вторая система останова на независимом от стержней принципе.
Но, видимо, нет, так не стали делать.

Всё равно аппарат интересный получается...

А дейтерий как со спектром нейтронов сходится? Т.е. аппарат будет более "быстрый", чем легководники?

С этой точки зрения разница между H и D, в основном, состоит в том, что на ядре водорода нейтрон более быстро теряет энергию.
Например, на ядре водорода свежерождённый нейтрон деления может сбросить всю свою энергию за один удар. Вероятность этого мала, но она значимо больше нуля.

Соответственно, в тепловых тяжеловодниках воды (в данном случае D2O) намного больше, чем в легководниках (в данном случае H2O).
Поэтому тяжеловодники большие по размерам, а легководники компактные.

Старый IR-40 был, очевидно, классическим тепловым реактором. В новом активную зону сжали по всей геометрии, и он может оказаться более быстрым, чем старый. Точнее сказать не могу, это уже надо считать, а данных для этого недостаточно (хотя грубые прикидочные оценки можно сделать).

Небольшое отступление от темы.
Станислав Лем, старавшийся писать научную фантастику, в своём романе "Фиаско" вставляет такую фразу про реактор на космическом корабле:
- Что у вас в реакторе? Тяжёлая вода или натрий?
Конечно, роман фантастический.
Но удивительным образом он почти угадывает с натрием (на самом деле, в советских космических реакторах был натрий-калий).
И удивительнейшим образом тут же ляпается с тяжёлой водой. Тяжеловодники не подходят для космоса из-за своих больших размеров.

При указанных характеристиках : 12 твэл в ТВС, шаг ТВС - 11 см,
Можно "надеяться уверенно", что спектр будет очень теплым (мягше чем на воде обычной).
Не знаю параметров первоначального проекта, но при указанных - наработка плутония практически будет "нулевая" - указано 850 г.
При аналогичном выгорании в ВВЭР (20 МВТ*сут/кгU? в заметке указано 60 % по 235 U) для ТВС-3,6 % "имеем" 7 кг плутониев на 1 т.
Т.е на "нашу" загрузку в 350 кг UO2, д.б ~2,3 кг плутониев.

Причина: при таком шаге твэл 12 шт на 121 см2 и размере топлива 0,65 см - (водо-урановое отношение порядка "~30" ?) резонансные нейтроны на топливо попадают в очень малом количестве, - что и требовалось доказать "шестерке" . . .

Такая и была задача. Иначе реактор превращался в пункт, губивший всю сделку. Наработку уменьшили если не на порядок, то близко к тому.

А вот и вопрос.

Я поступил сейчас тупо и решительно. Взял двухзонную ячейку, в топливную зону впихнул все 12 твэлов (оболочки и пр. не учитывал), во второй зоне D2O, радиус вычисляется из питча.
Фактически при этом не учитывается ещё и эффект гетерогенности.

Питчей взял два - 11 см и 22 см (в два раза больший).

26 групп, БНАБ-78.
На графике группповой спектр нейтронов в первой (топливной) зоне.
Сплошная линия - питч 11 см (то, что предлагается).
Прерывистая - питч 22 см (то есть, удвоенный питч 11*2).
26-ая группа (ноль по энергии) справа.

Видно, что когда питч увеличивается по сравнению с заложенным 11 см, спектр становится более тепловым.



P.S. В цифрах (не нормировано, в отличие от графика):
шаг 11 см


шаг 22 см


P.P.S. Как считал (интуитивно всё должно быть понятно).

Конечно, надо бы гетерогенность тоже учесть. Но это надо уже рисовать кассету и вытаскивать что-то типа вимса, а я зело ленив для этого. Да и шага твэлов в проекте нет.

Но всё равно, на супермягкий спектр пока не тянет. По крайней мере, так пока у меня получилось.

Вообще, хотя бы Вимсом или чем-нибудь типа Гетеры кто-нибудь посчитал бы в свободное от работы время. А то первые результаты выглядят слегка сумасшедшими.

Только это другая вода, не ввэровская. Поэтому в лоб с ввэровскими показателями по уран-водному сравнивать нельзя.

Откуда топливо 9.5???

От балды. Топлива же нет.
Могу 10,2 поставить, как в тестовом примере Унирасоса в своё время было

Какая разница-то? Мы же смотрим изменение спектра при изменении объёмной доли тяжёлой воды. Плотность топлива тут мало как повлияет. Но какую-то плотность, естественно, надо поставить, иначе как считать?

А метод какой?

ВПС цилиндрический. Вероятности по приближённым формулам, не интегрированием спецфункций.
Термализация - тепловая точка БНАБа (результат в K будет немного завышен, на что нам сейчас пофиг).

Barvi7,

и всё же, пока выходит, что новый проект недозамедленный.

Прогнал для разных питчей. Питч=11 сидит далеко от максимума по Kinf.



Кхе-кхе... Интересно, если у них случайно выскочит топливная сборка - у них реактивностной аварии не случится?
Воды станет больше, реактивность сдвинется в сторону максимума...

Шутка, конечно, но пережог локальный в таком случае может внезапно случиться, как мне кажется.

Обогащение в каких процентах?

Видно же - атомарные.

И опять же, какая разница в данном случае?

Никакая. А нормировка на графике спектров плохая. Там на максимальное значение сделано нормирование, а надо на площадь. Перенормировал графики. Можете картинку сделать?
0,0058974
0,032802515
0,072301586
0,10900567
0,095478552
0,092095248
0,07060699
0,058741926
0,055444709
0,050963062
0,048231464
0,045159661
0,041450869
0,037036025
0,0311054
0,02545437
0,020921109
0,016786849
0,015283289
0,013089147
0,013270458
0,017327955
0,01122817
0,006376178
0,002396692
0,01154471


0,009268678
0,051665721
0,111561403
0,165949218
0,135723635
0,114629375
0,067508428
0,042088046
0,032263668
0,026173566
0,02389159
0,022173886
0,020707344
0,018953406
0,016448882
0,014045611
0,012142716
0,010314885
0,009973249
0,009087817
0,009798708
0,013462076
0,009188507
0,00558267
0,002267128
0,045129786

Да, действительно. На максимумы отнормированы, чтобы удобнее смотреть.



Сделал. Так ещё круче. Ещё лучше видно, что при удвоенном питче тепловая часть спектра больше.

Наглядненько. Чем они понизили наработку, если спектр у них сдвинулся к резонансам?

Я вот думаю. А не утечкой ли? Она у них сумасшедшая.

Я так красиво считать не могу - в основном пользуюсь интуицией . . .
1. Время замедления в Н2О и в D2O отличаются не сильно в 2 раза . . . поэтому большим "ужесточением" на Н2О за счет большего поглощения - пренебрегаем . .
А вот времена диффузии в Н2О и в D2O отличаются сильно в 100 и более раз. Поэтому здесь можем ожидать основных эффектов.
В предыдущей заметке я говорил о большей "теплости" спектра в D2O в сравнении с такими же условиями на Н2О.
За счет много большего поглощения на Н2О (в 1000 раз больше, чем на D2O) спектр в Н2О становится более жестким (выедается более теплая часть) поэтому спектр Максвелла смещается в сторону больших энергий. А в D2O практически выедается мало и нейтроны находятся в тепловом равновесии с температурой среды, где они летают, а так как D2O много больше, чем U, то D2O все и определяет (по температуре) - Вот это я и имел в виду, когда говорил о большей "теплости".
Реальная "жесткость" теплового спектра в ВВЭР (в единицах кТ) определяется значениями от ~4 до ~8 (учитывая выгорание и С3НВО3), а в нашем случае с D2O - интуитивно предполагаю будет до 2. Поэтому он и более теплый . . .

Выглядит разумно, сравнить с ВВЭР, наверно стоит. А интуиция вообще вещь полезная А расчёт у меня очень приблизительный - я же всё-таки пресса Когда пресса считает реактивность и спектр нейтронов в ядерном реакторе, это всегда выглядит... когнитивно.

Но меня больше интересовало, что они в новом проекте сдвинули друг к другу сборки (насколько - не знаю, я тоже не знаю исходного питча). Получается, что они сделали реактор более недозамедленным (или менее тепловым, если угодно), и наработка резко снизилась.

Если посчитать "на пальцах" - почти интуитивно, то при водо-ураном отношении "30" и заданном обогащении получаем Кинф ~1,22, что похоже на проект
Максимального Кинф ~ 1,75 можно добиться при ГОРАЗДО большем водо-ураном отношении порядка 200 - 1000.
Поэтому конечно проект недозамедленный еще многократно . . .
Если идти в максимум Кинф, то не получим заявленные потоки - ОНИ и так ВЕЛИКИ - интуитивно они недостижимы в разы при заданной геометрии.
Для максимального Кинф шаг твэл надо увеличить еще в 3-10 раз и потоки быстрых нейтронов (для экспериментальных каналов) будут вообще никакие. . .

Если не интуитивно рассматривать выброс ТВС , то может быть и реактивностная по графику зависимоcти Кинф от D2O/U.
Но интуитивно для реальной геометрии маловероятно по причине:
1. Шаг твэл и так большой не менее 30 мм (интересно бы и геометрию расположения 12 твэл в ТВС увидеть), поэтому спектр очень теплый (по рассуждениям выше, если они верны).
Выброс ТВС не приведет (практически) к утеплению спектра и возможному "всплеску" микросечения деления.
2. А вместо источника нейтронов (выброшенная ТВС) мы получаем их сток (нейтронов), поэтому интуитивно - реактивностной не должно быть.

Ну и пережога в соседних твэл не будет , т.к. спектр и так очень тепловой (в данной геометрии).
Для примера: в ВВЭР расстояние между твэлами 3-4 мм, поэтому увеличение зазора на пару мм приводит к большему утеплению спектра тепловых нейронов и "всплеску" микросечения деления, которое может привести (и приводит) и к "пережогу".

В проекте Kэфф, не Kinf. Утечка там, похоже, очень неслабая, т.е. Kinf должен быть много выше Kэфф.

Да, мне тоже. Я от 12 удивился.

Первые шесть по кругу, а вторая шестёрка по кругу через один? А пустые места для чего? СВП? А зачем?

Были бы они особо умные, напихали бы в каждую сборку по шесть каналов измерительных с разной аппаратурой. Можно было бы получить идеальный аппарат для бенчмарков и верификаций.

Кстати, а действительно. Если ставить в два ряда, то на твэлы первого и второго рядов придётся разное количество воды. У первого ряда соседями в ряду будут твэлы, а у второго - вода.

Аппаратуру можно сунуть в центральную трубку (наверняка будет такая) - дпз и проч.

По моим предположениям выше: в данной геометрии ИР-40 (и в других случаях) наработка плутония определяется в основном спектром резонансных нейтронов на поверхности топливной таблетки.
При таком шаге твэл резонансных нейтронов топливу - "не видать", в разы меньше чем в более плотной геометрии.
Например в геометрии КАНДУ при выгорании 12 МВт*сут/кгU - плутония-9 уже больше чем урана-5 . . .

Тогда есть смысл таблетку сделать толстой?

Ничё себе! Вот же аппарат!!!

Почему?

Один набор датчиков в центральную трубу. Шесть наборов по кругу. Будет распределение плотности потока по кассете.