Характеристика активной зоны реактора БРЕСТ-1200

При таком профилировании достигается не только выравнивание радиальных распределений, но и стабилизация их по микрокампании (в течение интервала времени между очередными перегрузками топлива).

Для снижения пустотного (плотностного) эффекта реактивности в газовой полости каждого ТВЭЛа и зоне хвостовиков ТВС предусмотрено размещение поглотителей нейтронов в виде стерженьков из борида вольфрама высотой 50 мм, расположенных на расстоянии 200 мм от верхнего и нижнего края активной зоны.

Для исключения производства плутония оружейного класса АЗ выполнена без урановых бланкетов и со всех сторон окружена свинцовым отражателем.

При определении равновесного изотопного состава топлива в БРЕСТ-1200 предполагалось, что все топливо, выгружаемое из АЗ₁, АЗ₂ и АЗ₃, при переработке перемешивается, из топлива выделяются ПД и замещаются на эквивалентное по массе количество ²³⁸U. Все актиноиды возвращаются в реактор вместе с переработанным топливом на дожигание и трансмутацию. Предполагалось, что в составе загружаемого урана – 0,3 % ²³⁵U. Длительность микрокампании – интервала между перегрузками – 1 год (300 эффективных суток).

В результате последовательного расчета нескольких кампаний получен следующий равновесный изотопный состав топлива:

²³⁹Pu/²⁴⁰Pu/²⁴¹Pu/²⁴²Pu/²⁴¹Am/²⁴³Am ; 0,660/0,270/0,039/0,017/0,009/0,005.

Масса уран-плутониевого нитридного топлива в равновесной загрузке реактора 63,9 т, масса ypанa 49,15 т, масca всего плутония8,56 т, масса ²³⁹Pu и ²⁴¹Pu 6,06 т, масса актиноидов 0,12 т, плотность таблеток усредненная по высоте топливного столба – 13000 кг/м³. 3a микрокампанию 1 год сжигается 0,72 т плутония, а воспроизводится 0,80 т. Таким образом, годовая наработка избыточного плутония, необходимая для поддержания реактора в критическом состоянии равна ~ 80 кг.

Умеренная энергонапряженность АЗ ~ 140 кВт/л, небольшой подогрев теплоносителя 120 К (Т_вх = 690 К, Т_вых = 810 К) и высокая теплопроводность топлива λ ≈ 20 Вт/м·град предопределили при относительно больших значениях коэффициентов реактивности малые значения эффектов, вследствие чего суммарный запас реактивности Δρ_tot<β_эф всех состояниях реактора (табл. 5.19.6).

За счет обеспечения высоких воспроизводящих характеристик АЗ (КВА≥1) снижение реактивности при выгорании топлива и накоплении осколков деления почти полностью компенсируется ростом реактивности вследствие наработки плутония.

Органы СУЗ, отслеживающие малые эффекты реактивности (ТЭР, МЭР, нептуниевый, эффект выгорания топлива) и осуществляющие регулирование мощности, размещены за пределами АЗ, в первом ряду бокового экрана. В качестве исполнительных органов рассматриваются столбы свинца, уровень которых в каналах СУЗ регулируется пневматически. Полное количество каналов СУЗ, установленных по всему внешнему периметру АЗ – 64.

Таблица 5.19.6