Determining neutron fields and their functionals in accelerator-driven systems

Abstract

К современной ядерной энергетике МАГАТЭ выработало ряд требований. Однако на данный момент не существует ядерных реакторов, удовлетворяющих данным требованиям в полной мере. В связи с этим, в последнее время возрос интерес к электроядерным установкам (ЭЛЯУ), которые могут удовлетворять этим требованиям. Электроядерный метод генерации нейтронов заключается в производстве нейтронов, по средствам облучения нейтронопроизводящих мишеней пучком заряженных частиц, разогнанных до высоких энергий. Для анализа эффективности подкритического реактора в составе ЭЛЯУ используются следующие основные функционалы нейтронного поля: эффективный коэффициент размножения и коэффициент воспроизводства. В ходе работы реактора указанные функционалы изменяются во времени, вследствие процессов выгорания топлива и накопления радиоактивных отходов. Поэтому для эффективного управления подкритическим реактором необходимо определять характер этого изменения. В данной работе были определены основные функционалы нейтронного поля в подкритическом реакторе, характеризующие основные свойства активной зоны. Программно был смоделирован процесс работы реактора и найдены зависимости изменения функционалов от времени.

IAEA has developed a number of requirements for modern nuclear energy. However, at the moment there are no nuclear reactors that meet these requirements in full. In this regard, the recent increased interest in accelerator-driven systems (ADS) that can meet these requirements. Electronuclear method of neutron generation is to produce neutrons by means of irradiation targets by beam of charged particles accelerated to high energies. To analyze the effectiveness of subcritical reactor in ADS are used: effective multiplication factor and the reproduction ratio. During reactor work specified functional change in time, due to the fuel burn up and processes of accumulation of radioactive waste. Therefore, for effective management of a subcritical reactor is necessary to determine the nature of this change. In this paper we identify the main functional of neutron field in a subcritical reactor, characterizing the property of active zone. Programmatically modeled process of work reactor and found changes of functional depending on the time.