Модель ячейки активной зоны быстрого ядерного реактора в реакторе нулевой мощности Советский патент 1982 года по МПК G21C17/00 

лов, что увеличивает время и удорожает стоимость изготовления активных зон; значительная затрата времени при моделировании иовых вариантов состава изучаемого реактора (от 4 до 8 недель); увеличение объема экспериментов при нроведеппн некоторых активационных измерений (например, отношений скоростей реакцнй взаимодействия пейтроиов с ядрами различных изотопов) ввиду необходимости проведепия измерений во всех элементах реакториой ячейки, число которых достигает 20; необходимость создания кассет (пакетов) для сборки элементов реакторных ячеек.

Известиа модель ячейкиактивной зоны быстрого ядерного реактора нулевой мощности, содержащая оболочку топлива без матрицы, материалы матрицы и коиструкцноииые материалы 2.

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, иедостаточно соверщенное качество моделирования, так как гетерогеииость его далека от гетерогенности натурной (реальной) активной аоны моделируемого реактора.

Целью изобретения является упрон ение конструкции и новышенне качества моделирования нутем ириближення гетерогенности модели к гетерогенности активной зоны моделируемого реактора.

Поставленная цель достигается тем, что в известиой модели ячейки активной зоны быстрого ядерного реактора в реакторе нулевой мощности, содержащей оболочку тонлива без матрицы, материалы матрицы и конструкционные материалы, оболочка выполнена из материалов матрицы и конструкционных материалов.

Отдельные реакторные ячейки (например, путем точечной сварки труб с повышенным содержанием материала матрицы) собираются в накеты (кассеты), обеспечивая таким образом безчехловую конструкцию кассет.

На фиг. 1 приведеиы продольный и поперечный разрезы реакторной ячейки; на фиг. 2 - кассета активной зоны.

Сердечник твэла 1 из ядерного тонлпва очехлован тонкостенной оболочкой 2; твэл, состоящий из сердечника 1 и оболочки 2, концентрически помещен в трубку 3 (например, стальную) с повышенным еодержанием материала матрицы топлива (нанример Ni и Сг), имеющую па одном конце стальную заглушку 4, на которую опирается твэл. Между оболочкой твэла 2 и трубкой 3 имеется воздушный зазор 5, моделирующий иористость активной зоны исследуемо1-о реактора по теплоноентелю. Воздушный зазор 4 фиксируется с помон.ью колец 6 (напрнмер, двух), одеваемых на оболочку 2 твэла. Кассета имеет концевик 7 для центровки в опорной решетке активной зоны. Концевик 7 закреплен в центральной трубке 3 кассеты (нанример, при помощи еваркн).

Трубки кассеты сварены между собой но торцам, нанример, точечиой сваркой 8.

Данная конструкния ячейки активной зоны имеет следуюни-ie преимущества.

Обеспечивается простая реакторная ячейка а.ктивной зоны, обладающая гетерогенностью, близкой к гетерогеиности активной зоиы моделируемого быстрого реактора, что унрощает раечетный анализ результатов экспериментов на реакторе пулевой мощности н пх перепое на условия нроектируемого быстрого реактора.

Упрощается -еехпология изготовления активной зоны, так как сокращается количество элементов реакторной ячейки (до 3 -4) и отпадает необходнмость изготовления чехлов кассет (накетов) для сборки реакторных ячеек и их элементов, значительно сокращается обндее число конструктивиых элемеитов активной зоны. Кроме того, но сравненню с активной зоной моделируемого быстрого реактора в твэлах иснользуются чнстые (а не матричные) делянтиеея и сырьевые материалы, что сущеетпенно

сннжает затраты на нзготовленне твэлов;

сокращается время на нодготовку реактора к экснериментам, так как отпадает небходимость монтажа огромного количества пластин или цилиндрических и стержневых

элементов реакторных ячеек с топливными и конструкциониыми материалами в кассеты (пакеты);

значительно сокращается объем экспериментов нри нроведении иекоторых активациоиных экснериментов (например, ирн измерениях отношений скоростей реакций взаимодейетвия нейтронов с ядрами различных изотонов) ввиду уменьшеиия числа элемеитов в реакторной ячейке до 3-4 против 20 в реакторе MASURCA.

Имея набор труб различной толщины или диаметра (обычно не более 2-3), нри ненользовании одного и того же тина твэл можно легко нзменить соотношения ядерпых коннентраций и объемных долей компонентов реакторной ячейки и ее пористость, что позволяет моделировать измеиения конструкции активной зоны, возможные на различных стадиях проектирования исследумого реактора, или проводить оптимизацию конструкции активной зоны этого реактора. Сварка реакториых ячеек в кассеты (накеты) путем точечиой сварки внешних труб реакторной ячейкн возможна в лабораторных условиях.

Описанная конструкция активной зоны реализоваиа в создаваемой в ИЯЭ М БССР быстро-тенловой критической

сборке БТС-4, моделирующей материальный состав н спектр пейтронов энергетического быстрого реактора БРИГ-300, охлаждаемого N204 (реакторные ячейки и кассеты быстрой зоны критической сборки БТС-4

полностью аналогичны реакторной ячейке и