Space dependence of reactivity measurements in ADS

• Autorzy: Gajda P. , Królikowski I. , Orliński M.

Warianty tytułu

PL

Zależność przestrzenna pomiarów reaktywności w układach podkrytycznych sterowanych akceleratorem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Growing interest in partitioning and transmutation (P&T) of nuclear waste is observed worldwide during last decades. The main goal is to reduce amount of highly radioactive waste produced by nuclear industry by reusing spent nuclear fuel. Reduction of required storage time is achieved at the same time. So called closed nuclear fuel cycle requires however development of new reactor technologies, including fast reactors (FR) and accelerator driven systems (ADS). The latter being the technology exceptionally well suited for nuclear transmutation due to ADS enhanced safety proprieties. Because ADS works in the subcritical state, unlike classical critical reactor, there is a need for constant monitoring of the reactivity. On-line reactivity monitoring system is a new feature, unique for ADS. Because most known reactivity assessment methods are based on point kinetic model, while real reactor kinetics are space dependent, so called spatial effects are observed. Obtained reactivity value depends on detector placement. For reliable and robust reactivity monitoring system those effects need to be corrected. It can be achieved by calculating correction coefficients for every detector position.

PL

Rozwój układów podkrytycznych sterowanych akceleratorem (ADS) związany jest z rozwojem technologii służących do transmutacji odpadów promieniotwórczych. Układy te są szczególnie predysponowane do ponownego użycia wypalonego paliwa ze względu na zwiększone parametry bezpieczeństwa. Korzyści płynące z transmutacji to z jednej strony zmniejszenie ilości odpadów i skrócenie niezbędnego czasu ich składowania, a z drugiej lepsze wykorzystanie dostępnych zasobów. Ponieważ układy ADS pracują w stanie podkrytycznym konieczne staje się ciągłe monitorowanie dystansu do krytyczności w trakcie ich pracy. Zagadnienie to nie występuje w klasycznych reaktorach krytycznych. Ponieważ znane metody pomiaru reaktywności bazują na modelu punktowym kinetyki reaktora, możliwość ich zastosowania w układach ADS wymaga eksperymentalnego potwierdzenia. Jedną z proponowanych metod pomiaru jest metoda Sjöstranda. Jednakże w jej przypadku zauważalna jest silna zależność pomiędzy uzyskiwaną wartością reaktywności, a położeniem detektora. Te tzw. efekty przestrzenne muszą być skorygowane. Można to zrobić obliczając odpowiednie współczynniki korekcyjne dla poszczególnych pozycji detektorów. Jednakże współczynniki mogą zależeć nie tylko od położenia detektora, ale także innych czynników, w tym od reaktywności układu. Przeprowadzone obliczenia i analiza eksperymentu pokazują jednak, że w zakresie badanych reaktywności nie zmieniały się one. Pokazuje to, że raz obliczony współczynnik może być wykorzystywany przynajmniej dla pewnego zakresu reaktywności.

Słowa kluczowe

EN

reactivity; measurement; ADS; spatial effects

PL

reaktywność; układ ADS; składowanie odpadów

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 4
• Strony: 8856--8866, CD3
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gajda P.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Energy and Fuels, Department of Nuclear Energy, Kraków, Poland

autor

Królikowski I.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Energy and Fuels, Department of Nuclear Energy, Kraków, Poland

autor

Orliński M.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Energy and Fuels, Department of Nuclear Energy, Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] NEA/OECD: Accelerator-driven Systems (ADS) and Fast Reactors (FR) in Advanced Nuclear Fuel Cycles: A Comparative Study, OECD Publications, Paris 2002.
• [2] M. Kiełkiewicz: Pomiary w reaktorach jądrowych. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1990.
• [3] N.G. Sjöstrand: Measurement on a subcritical reactor using a pulsed neutron source. Arkiv för fysik, 11/1956, p. 13.
• [4] A. Billebaud: FREYA SC1 detector configuration. FP7 FREYA internal document, , LPCS Grenoble, 2012.
• [5] P. Gajda, J. Janczyszyn, W. Pohorecki: Correction methods for pulsed neutron source reactivity measurement in accelerator driven systems, Nukleonika: the International of Nuclear Research, 2013, 58(2), p. 287–293
• [6] RSICC Computer Code Collection - MCNP4C: Monte Carlo N-Particle Transport Code System: Documentation for CCC-700/MCNP4C Data Package. Radiation Safety Information Computational Center, Los Alamos, 2000.
• [7] V. Bécares, et al.: Validation of ADS reactivity monitoring techniques in the Yalina-Booster subcritical assembly. Annals of Nuclear Energy, 2013, 53, p. 331-341.