Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Space dependence of reactivity measurements in ADS

Gajda P., Królikowski I., Orliński M.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

8856--8866, CD3

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.

2

Local effects of fuel burnup in high temperature reactor

Kępisty G., Królikowski I., Gajda P.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

9114--9123, CD3

EN

Fuel cycle studies aim to provide the optimal utilization of the fuel in nuclear reactors. Most of the scientific efforts focus on the global integral results of material depletion, which are important for the nuclear power plant logistics. On the other hand, the local burnup effects are often neglected, what may lead to the bias of estimated quantities. Advanced systems such as High Temperature Reactor still require development of the reliable approach to the core physics at equilibrium state. In this work we check if a precise mesh of fuel zones helps to observe some systematic effects of fuel depletion in a graphite block from HTR of prismatic type. Continuous Energy Monte Carlo Burnup code MCB5 was applied to study evolution of power profile and isotopic densities. We draw conclusions concerning the local neutron physics, explain observed depletion phenomena and extrapolate the results on the full core studies. Furthermore, we explain significance our conclusions for the safety assessments.

PL

Badania cyklu paliwowego mają na celu optymalizację zużycia paliwa w reaktorach jądrowych. Większość wysiłków naukowych skupia się na całkowitych globalnych wynikach zubożenia materiałów, istotnych z punktu widzenia logistyki elektrowni atomowej. Z drugiej strony, lokalne efekty wypalenia są często zaniedbywane, co może prowadzić do przekłamań w oszacowanych wielkościach. Zaawansowane systemy takie jak reaktory wysokotemperaturowe HTR wciąż wymagają rozwoju wiarygodnego podejścia do fizyki rdzenia w stanie równowagowym. W niniejszej pracy sprawdzamy, czy precyzyjna dyskretyzacja stref paliwowych pozwala zaobserwować nowe efekty wypalenia paliwa w bloku grafitowym. Wyciągamy wnioski dotyczące wpływu na badania całego rdzenia oraz na oszacowania bezpieczeństwa systemu. Zastosowaliśmy kod przepałowy Monte Carlo MCB5 do symulacji zubożeniowych bloku paliwowego z reaktora HTR. Mikro-kapsułki TRISO i podwójna niejednorodność paliwa są precyzyjnie opisane w naszym modelu bazowanym na specyfikacji Projektu PuMA. Aby zbadać lokalne efekty wypalenia sprzężone z fizyką neutronową, dokładna siatka stref wertykalnych (24) oraz radialnych (9) została uwzględniona w naszym modelu numerycznym. Wymagane wielkości fizyczne są zbierane w trakcie procedury Monte Carlo a moduł zubożeniowy używa metody Analizy Trajektorii Transmutacji (TTA) w celu rozwiązania równań Bateman’a. Procedura jest powtarzana przy każdym kroku czasowym. Schemat przekroju bloku paliwowego rozważanego w naszych badaniach. Wyniki numeryczne wskazują na to, że gęstość mocy w paliwie zależy zarówno od pozycji w bloku jak i okresu naświetlenia. Niewielki nadmiar grafitu na pionowych peryferiach zwiększa lokalnie moderację neutronów i przyspiesza wypalanie rozszczepialnych izotopów. Gęstość mocy nie jest jednorodna i większa na brzegach bloku paliwowego. W rezultacie występuje tam wyższa temperatura i przepał paliwa, w szczególności na początku cyklu paliwowego. W przypadku scenariuszy awarii, wadliwe kapsułki mają większą szansę na wystąpienie w takiej lokalizacji.

3

Control rods shadow effect in the VENUS-F core

Orliński M., Gajda P., Skolik K.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

9552--9560, CD3

EN

One of the most important areas of nuclear energy development is partitioning and transmutation (P&T) of nuclear waste. The main aspect of these activity is reusing of the spent nuclear fuel with its three main befits: reduced amount of highly radioactive waste, reduction of required storage time and better use of uranium ore resources. The goal is to achieve so called closed nuclear fuel cycle. It requires development of new reactor technologies, such as fast reactors (FR) and accelerator driven systems (ADS). The ADS is not a new concept, but such system was newer built. Due to their enhanced safety proprieties, the concept was revived as a system dedicated for transmutation. Due to the fact that ADS works in the subcritical state some aspects of the core physics differ from critical reactors used to date. Because there is an addition neutron source in the middle of the core, the neutron flux distribution is different. This fact has consequences to fuel burnup in different regions of the core or control rods efficiency. Those topics should be therefore investigated more closely. Important issue is the assessment of mutual interaction between different control rods called the shadowing effect, namely how position of one of the rods affects the efficiency of the other.

PL

Jednym z najważniejszych obszarów rozwoju energetyki jądrowej są technologie związane z transmutacją odpadów promieniotwórczych. Celem jest ponowne wykorzystanie wypalonego paliwa i osiągnięcie tzw. zamkniętego cyklu paliwowego. Największymi zaletami takiego rozwiązania są redukcja ilości odpadów promieniotwórczych, skrócenie niezbędnego czasu ich składowania oraz lepsze wykorzystanie dostępnych zasobów rudy uranowej. Wymaga to jednak rozwoju nowych technologii reaktorów, takich jak reaktory prędkie (FR) czy układy podkrytyczne sterowane akceleratorem (ADS). Układy podkrytyczne nie są koncepcja nową, ale nigdy nie został jeszcze uruchomiony przemysłowy układ tego typu. Ich największa zaletą po kątem transmutacji jest zwiększony margines bezpieczeństwa pracy, wynikający z pracy w stanie podkrytycznym. Jednakże praca w takim stanie powoduje, że pewne aspekty fizyki rdzenia w układach ADS różnią się od klasycznych reaktorów krytycznych. Oczywistym skutkiem zastosowania dodatkowego źródła neutronów jest znacząco wyższy strumień neutronów w środku rdzenia, niż na obrzeżach. Ma to wpływ m.in. na wypalenie paliwa w różnych regionach rdzenia czy efektywność prętów kontrolnych. Zagadnieniem prezentowanym w tym artykule jest ocena występowania efektu przesłaniania prętów kontrolnych w reaktorze VENUS-F. Efekt ten może powodować, że wartość danego pręta może być zależna od położenia innego. W artykule zawarto ocenę występowania efektu przesłaniania na podstawie danych eksperymentalnych oraz obliczeniowych, uzyskanych przy pomocy kodu MCNP. Uzyskane wyniki zależą od użytej metody. Dane eksperymentalne pokazują słaby ujemny efekt przesłaniania, natomiast dane symulacyjne nie pozwalają na wydanie jednoznacznej oceny. Jeśli efekt ten występuje, to jest jednak mało znaczący. Wykryta została również niewielka asymetria rdzenia.

4

Assessment of the control rods shadow effect in the VENUS-F core

Cetnar J., Domańska G., Gajda P., Janczyszyn J.

Nukleonika

|

2014

|

Vol. 59, No. 4

137--143

EN

The partitioning and transmutation (P&T) of spent nuclear fuel is an important fi eld of present development of nuclear energy technologies. One of the possible ways to carry out the P&T process is to use the accelerator driven systems (ADS). This technology has been developed within the EURATOM Framework Programmes for several years now. Current research in this fi eld is carried out within the scope of 7th FP project FREYA. Important parts of the project are experiments performed in the GUINEVERE facility devoted to characterising the subcritical core kinetics and development of reactivity monitoring techniques. The present paper considers the effects of control rods use on the core reactivity. In order to carry out the evaluation of the experimental results, it is important to have detailed core characteristics at hand and to take into consideration the differences in the effect of control rods acting separately or together (the so-called shadow effect) on both the reactivity value and the measured neutron fl ux. Also any core asymmetry should be revealed. This goal was achieved by both MCNP simulations and the experimental results. However, in the case of experimental results, the need for calculating respective correction factors was unavoidable.

5

Thermal Neutron Signal Analysis of SiC Sensors with the 10 BNeutron Converter Layer

Królikowski I., Gajda P.

Logistyka

|

2014

|

nr 4

4543--4549, CD6

EN

Analysis of the signal formation in SiC sensors including the 10B neutron converter layer is presented. The response of the sensor collected under thermal neutrons during experiment performed in research react BR1 is shown. The experimental response was correctly reproduced by author’s code. Computer simulation allows for detailed analysis of the signal formation in the sensor. Signal coming from the neutron converter was separated and sources of peaks observed in the response are identified.

PL

Analiza tworzenia sygnału w SiC detektorze zawierającym konwerter neutronów bazujący na 10B została zaprezentowana. Pokazano sygnał zebrany przez sensor pod wpływem neutronów termicznych, eksperyment został przeprowadzonym w reaktorze badawczym BR1. Eksperymentalny sygnał został poprawnie odwzorowany przez narzędzie komputerowe stworzone przez autorów. Symulacje komputerowe pozwoliły na szczegółowa analizę tworzenia sygnału, co pozwoliło na odseparowanie sygnału pochodzą cego od konwertera neutronów. Dodatkowo zidentyfikowano źródła piki występujące w odpowiedzi detektora.

6

On-line Reactivity Monitoring System in Accelerator-Driven Systems

Gajda P., Królikowski I.

Logistyka

|

2014

|

nr 4

4245--4255, CD 6

EN

Accelerator Driven Systems (ADS) are one of technologies proposed for transmutation of spent nuclear fuel. It is a relatively new concept consisting of subcritical reactor and spallation neutron source driven by proton accelerator. The benefit of operating in subcritical state are enhanced safety properties. However, the distance to criticality should be a known value during the system’s operations. Therefore there is need to develop the reactivity monitoring system for ADS. Due to fact that most known methods of measuring the reactivity are based on point kinetic model there is a need to validate their suitability for ADS. The appropriate experiments were carried out in two experimental reactors. Tested methods included among others the Sjöstrand and source-jerk techniques. The results confirm that subcritical core kinetics differ from point kinetic model and measured reactivity value depends on the detector position. However this obstacle can be overcome by using proper correction techniques. They were successfully tested and accurate reactivity determination was possible. Another issue is possibility to measure the reactivity during system perturbation. Due to nature of delayed neutrons accurate measurement is not possible immediately after change of reactivity. More research is needed to confirm the possibility to compensate this effect. Finally, tested methods were proved to be useful in reactivity monitoring system, at least in steady state.

PL

Układy podkrytyczne sterowane akceleratorem (ADS) są jedną z technologii mających służyć to transmutacji wypalonego paliwa jądrowego. Jest to stosunkowo nowa koncepcja zakładająca zastosowanie reaktora pracującego w stanie podkrytycznym oraz spalacyjnego źródła neutronów. Praca w stanie podkrytycznym znacząco zwiększa margines bezpieczeństwa pracy takiego układu. Ponieważ dystans do krytyczności powinien być zawsze znany, konieczne jest opracowanie systemu pomiaru reaktywności. Większość znanych metod pomiaru reaktywności wywodzi się z punktowego modelu kinetyki reaktora, dlatego konieczna jest ich walidacja pod katem użycia w układach podkrytycznych. Odpowiednie eksperymenty przeprowadzono z wykorzystanie dwóch reaktorów badawczych. Wśród testowanych metod były metody Sjöstranda ora source-jerk. Wyniki eksperymentów potwierdzają, że z uwagi na różnice w zachowaniu rzeczywistego układu od modelu punktowego, mierzona wartość silnie zależy od położenia detektora. Problem ten może zostać rozwiązany przez zastosowanie odpowiednich poprawek, które zostały z powodzeniem zweryfikowane. Kolejnym problemem jest pomiar reaktywności w trakcie zmiany jej wartości. Z uwagi na właściwości neutronów opóźnionych dokładny pomiar nie jest możliwy natychmiast. Możliwość skompensowania tego efektu powinna być jednym z tematów dalszych prac. Podsumowując, można stwierdzić, że przedstawione metody mogą zostać wykorzystane w systemie pomiaru reaktywności, przynajmniej do pomiaru stałej reaktywności.

7

Correction methods for pulsed neutron source reactivity measurement in accelerator driven systems

Gajda P., Janczyszyn J., Pohorecki W.

Nukleonika

|

2013

|

Vol. 58, No. 2

287--293

EN

Important issue in the perspective of nuclear energy development in the near future is the partitioning and transmutation (P&T) of spent nuclear fuel. For years the European Commission (EC) has sponsored this scientific activity through the Framework Programmes (FP). One of the milestones for P&T is the development of accelerator driven systems (ADS). Extensive research in this field was carried out within the EUROTRANS project of 6th FP of EURATOM. Part of this research was devoted to testing and development of reactivity monitoring techniques in ADS. This paper concerns the methods of the reactivity measurement using the pulsed neutron source (PNS). Due to the fact that basic methods devoted to determine the core reactivity are derived from point kinetics, while real subcritical core kinetics differs from this model, there is a need to improve these methods in order to deal with the observed spatial effects. There are several ways to make these methods work properly and finally it should be possible to achieve this. However, they still need a validation which is supposed to be done within next FP project FREYA.

8

Wykorzystanie modelu hybrydowego kolumny łuku o podwyższonej radiacji termicznej do modelowania wpływu pola magnetycznego na charakterystyki dynamiczne lamp wyładowczych

Świtoń A., Gajda P., Świtoń Ł.

Śląskie Wiadomości Elektryczne

|

2012

|

Nr 1 (100)

24--26

PL

W artykule przedstawiono rezultaty badań eksperymentalnych wyładowania łukowego prądu przemiennego w lampie rtęciowej zaburzonej polem magnetycznym w obszarze największych prądów. Oszacowano za pomocą algorytmów genetycznych parametry zaproponowanego modelu dla różnych metod selekcji. Podano implementację modelu łuku w programie Matlab-Simulink. Porównano wyniki badań eksperymentalnych i symulacji układu zasilania lampy. Stwierdzono przydatność modelu do obliczania obwodów elektrycznych z lampami rtęciowymi zaburzonymi polem magnetycznym.

EN

The article presents the results of experimental studies of alternating current arc in the lamp mercury disturbed by magnetic field in the zone of the largest currents. The parameters of proposed model were estimated by using genetic algorithms for different selection methods. The implementation of the model arc was given in Matlab-Simulink program. The results of experimental research and simulated power system of the lamp were compared. It has been found that this model is useful to calculate the electrical circuits of mercury lamps disturbed by magnetic field.

9

Regulacja wydajności sprężarek klimatyzacji samochodowej

Kapusta P., Gajda P.

Chłodnictwo : organ Naczelnej Organizacji Technicznej

|

2007

|

R. 42, nr 11

32-38

PL

Przedstawiono sposoby regulacji wydajności sprężarek klimatyzacji samochodowej. Opisano skokową regulację wydajności, ciągłą regulację, upustową oraz poprzez wyłączanie części cylindrów.

EN

Presented ways of car air conditioning compressors efficency adjusting starts from the simplest clutch shut on, shut off, through bleed valve to presently used continously adjusted units by control valve were described. Each compressors manufacturer uses different compressors efficency adjusting but ways of them working are the same.