بخشی از مقاله
چکیده:
راکتور های - VERY Small Modular Reactor - VSMR زیر مجمو عهای از راکتور های - Small Modular reactor - SMR هست ند. راکتورهایVSMR به راکتورهای با توان زیر 10MWe گفته میشود. این مقاله شامل 2 بخش نوترونیک و ترموهیدرولیک است.
در بخش اول پس از توضیح نحوه عملکرد چشمه نوترون و مزایای آن قلب راکتور به وسیله کد MCNP شبیه سازی شد و طیف نوترون، ضریب تکثیر و غنای منا سب به د ست آمد. در بخش نهایی، راکتور در نرم افزار ANSYS شبیه سازی شد و دمای بخش های مختلف آن شامل سوخت، غلاف، خنک کننده سربی و پوسته فولادی و سرعت خنک کننده به دست آمد.
مقدمه:
راکتورهای - VERY Small Modular Reactor - VSMR زیر مجموعه ای از راکتورهای - Small Modular reactor - SMR هستند. راکتورهای SMR به راکتورهایی گفته میشود که توان آنها بین 10-300 MWe است. راکتورهای SMR و VSMR در انواع مختلفی طراحی شدهاند.
راکتور Sakha-92 با هدف تولید الکتریسیته و یا ترکیب گرما و الکتریسیته برای مناطق دور افتاده که در مکان هایی که شبکه برق جدا دارند طراحی شده است. این راکتور توانایی شیرین کردن آب را نیز به خوبی دارد. برای بالا بردن میزان ایمنی راکتور به بالاترین سطح آن تصمیمات مهمی نظیر قرار دادن راکتور در یک محفظه حفاظتی - - GV1 و حرکت به صورت طبیعی خنک کننده در مدار اول گرفته شده ا ست.
راکتور 4S یک راکتور کوچک با خنک کنندهی سدیم و راکتور سریع است که با هدف گرفتن قسمتی از بازار انرژی طراحی شده است. برای به دست آوردن بازار جانبی، 4S به نحوی طراحی شده است تا دارای عملکرد ساده، سادگی در سرویس و نگهداری شامل سوخت گذاری، ایمنی بیشتر، بهبود بخ شیدن به آینده اقت صادی و بدون نیاز به تو سعه مواد ه سته ای با شد.
راکتور Elena یک راکتور اتمی خود کنترل کننده است که به صورت ترموالکتریک انرژی تولید میکند و میتواند همزمان انرژی و حرارت تولید کند. مشخصات اصلی این راکتور شامل توانایی تولید الکتریسته بدون دخالت نیروی انسانی اوپراتور، تصحیح نوسان راکتیوینه ناشی از مصرف سوخت و اختلال ناشی از راکتیویته خارجی، بدون حرکت دادن میلههای کنترل و استفاده از مواد ترموالکتریک برای تولید الکتریسته است.[3] , [4] راکتور eVinici در حال توسعه توسط Westinghouse است. این راکتور یک میکرو راکتور نسل جدید بوده که برای مراکز دور افتاده، معادن و موارد دیگر طراحی شده است. هدف از طراحی این راکتور برای این کمپانی طرحی اقتصادی، منطقی، مقاوم، ایمن و انعطاف پذیر است.
روش کار:
در این راکتور برای کاهش میزان غنای سوخت و بالابردن ایمنی ذاتی، یک چشمه نوترون در داخل قلب قرار گرفته ا ست. نحوه عملکرد این چ شمه به این گونه ا ست که باریکه الکترونی به یک فلز سنگین برخورد میکند و پس از تولید فوتون به و سیله تابش ترمزی فوتونها با برلیوم برخورد کرده و نوترون تولید میکنند. نوترون تولید شده از این چشمه برای بحرانی کردن راکتور استفاده میشود. نوع سوخت به صورت تودهای1است و برای خنک کنندگی از حرکت طبیعی سرب استفاده شده است. در این مقاله شبیه سازی نوترونیک قلب با کد MCNP و شبیه سازی سیکل اول با نرم افزار ANSYS آورده شده است.
نوترونیک راکتور: در این بخش یک چ شمه نوترونی طراحی و شبیه سازی شد تا توانایی کار راکتور در شرایط زیر بحرانی را تامین کند. پس از طراحی مفهومی چ شمه به شبیه سازی نوترونیک راکتور پرداخته شد. طراحی راکتور با در نظر گرفتن مواردی همچون ا ستفاده از حداقل غنای سوخت و ایمنی ذاتی انجام شد. بدین منظور سوخت به صورت تودهای طراحی شده است و در قسمت داخلی و بیرون آن غلافی از جنس تنگستن قرار گرفته است. در قسمت خارجی خنککنندهی سیکل اول که سرب خالص است قرار دارد در قسمت خارجی از پوستهی فولادی استفاده شده است. در شکل - 1 - نمایی از قسمتهای مختلف راکتور و نام آنها آورده شده است.
.1 قلب راکتور
.2 خنک کننده اول سرب
.3 چشمه نوترونی
.4 خنک کننده دوم هلیوم
.5 پوسته فولادی
شکل - - 1 نمایی از بخشهای مختلف راکتور
محا سبهی ضریب تکثیر :k برای مقای سه دو نوع سوخت اک سیدی و فلزی هردوی آنها را به صورت طبیعی در داخل راکتور قرار دادیم و میزان فاکتور K را محاسبه کردیم. که نتایج شبیه سازی در جدول - 1 - آمده است.
