Study of self-organizing regime of nuclear burning wave in fast reactor

• Published in: Вопросы атомной науки и техники
• Date: 2005
• Main Authors: Fomin, S.P., Mel’nik, Yu.P., Pilipenko, V.V., Shul’ga, N.F.
• Format: Article
• Language: English
• Published: Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України 2005
• Subjects: Применение ядерных методов
• Online Access: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/81239
• Journal Title: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Cite this: Study of self-organizing regime of nuclear burning wave in fast reactor / S.P. Fomin, Yu.P. Mel’nik, V.V. Pilipenko, N.F. Shul’ga // Вопросы атомной науки и техники. — 2005. — № 6. — С. 106-113. — Бібліогр.: 13 назв. — англ.

An approach for description of the space-time evolution of self-organizing nuclear burning wave regime in a critical fast neutron reactor has been developed in the effective multigroup approximation. It is based on solving the non-stationary neutron diffusion equation together with the fuel burn-up equations and the equations of nuclear kinetics for delayed neutron precursor nuclei. The calculations have been carried out in the plane one-dimensional model for a two-zone homogeneous reactor with the metal U-Pu fuel, the Na coolant and constructional material Fe. The temperature effects and heat sink were not considered. В ефективному багатогруповому наближенні розвинуто підхід для опису просторово-часової еволюції хвильового режиму ядерного горіння, що самоорганізується у критичному реакторі на швидких нейтронах. Він заснований на розв’язанні нестаціонарного дифузійного рівняння переносу нейтронів разом з рівняннями вигоряння палива і кінетики попередників запізнілих нейтронів. Розрахунки проводилися у плоскій одновимірній моделі двохзонного гомогенного реактора з металевим U-Pu паливом, Na-теплоносієм та конструктційним матеріалом Fe. Температурні ефекти і відвід тепла не розглядались. Доведено, що за певних умов у реакторі можна створити хвильовий режим ядерного горіння, у якому реактор без керування протягом тривалого часу може підтримуватися у стані, близькому до критичного. В эффективном многогрупповом приближении развит подход для описания пространственно-временной эволюции самоорганизующегося волнового режима ядерного горения в критическом реакторе на быстрых нейтронах. Он основан на решении нестационарного диффузионного уравнения переноса нейтронов сов- местно с уравнениями выгорания топлива и кинетики предшественников запаздывающих нейтронов. Расче- ты проводились в плоской одномерной модели двухзонного гомогенного реактора с металлическим U-Pu топливом, Na-теплоносителем и конструкционным материалом Fe. Температурные эффекты и отвод тепла не рассматривались. Показано, что при определенных условиях в реакторе можно создать волновой режим ядерного горения, в котором реактор без управления в течение длительного времени может поддерживаться в состоянии, близком к критическому.