?

Log in

No account? Create an account
Previous Entry Share Flag Next Entry
ГП НАЭК "Энергоатом" загружает 42 ТВС-WR на пятый энергоблок Запорожской АЭС
bmpd
Как сообщает пресс-служба украинского ГП НАЭК "Энергоатом", впервые в истории эксплуатации Запорожской АЭС на станции будет использовано свежее топливо транснациональной компании Westinghouse, загрузка которого сейчас производится в активную зону реактора энергоблока №5 (на данный момент уже 6 тепловыделяющих сборок (ТВС) компании Westinghouse (ТВС-WR) находятся в активной зоне реактора энергоблока №5). Всего же в объеме первой партии планируется загрузить 42 ТВС-WR.


gal_45518_photos0_36687

Загрузка тепловыделяющей сборки ТВС-WR в пятый блок Запорожской АЭС (с) ГП НАЭК "Энергоатом"



За процессом загрузки 16 июня во время рабочего визита на промплощадку Запорожской АЭС наблюдали президент ГП «НАЭК «Энергоатом» Юрий Недашковский, заместитель Министра энергетики США Эдвард МакГиннис, председатель Государственной инспекции ядерного регулирования Украины Сергей Божко, директор Государственного предприятия "Государственный научно-технический центр по ядерной и радиационной безопасности" Игорь Шевченко и делегации Министерства энергетики США и ГП «НАЭК «Энергоатом».

Чтобы охватить все аспекты внедрения нового для Запорожской АЭС топлива, делегация посетила узел свежего топлива, где хранятся поступившие из шведского филиала компании Westinghouse топливные сборки ТВС-WR. После чего участники мероприятия отправились на блочный щит управления энергоблока №5, где удаленно при помощи промтелевидения смогли наблюдать сам процесс загрузки, а с помощью специализированного программного обеспечения - места расположения загруженных сборок в активной зоне.

Также в рамках мероприятия делегация посетила площадку сухого хранилища отработанного ядерного топлива (СХОЯТ) и полномасштабный тренажер блочного щита управления учебно-тренировочного центра ЗАЭС, после чего делегация Министерства энергетики США отбыла в Днепр.

Оставшаяся часть делегации во главе с президентом ГП «НАЭК «Энергоатом» Юрием Недашковским продолжает рабочий визит, в рамках которого еще запланирована серия совещаний по вопросам продления сроков эксплуатации энергоблоков Запорожской АЭС и ввода в эксплуатацию корпуса «Г» учебно-тренировочного центра ЗАЭС.

Примечание bmpd. Данная новость кроме всего прочего интересна и тем, что впервые были распространены качественные фотографии ТВС разработки и производства компании Westinghouse (ТВС-WR). С точки зрения перспектив дальнейшей загрузки ТВС американского производства следует отметить, что использование амеркианского топлива может быть успешным в случае высокой степени надежности ТВС и отсутствия серьезных конструктивных недостатков модернизированной ТВС. Остается открытым вопрос о том, как украинский оператор планирует обращаться с отработавшими ТВС, с учетом того, что мощности пристанционных хранилищ ограничены, Россия не будет принимать "чужие" ОТВС, а у Westinghouse своих мощностей по переработке также нет. Единственным выходом может стать ударное строительство Центрального хранилица отработавшего ядерного топлива в зоне Чернобыльской АЭС, но перспективы этого остаются неясными. Наконец, до сих пор непонятно, как "Энергоатом" будет оплачивать американские ТВС, себестоимость которых, скорее всего, выше российских аналогов.


  • 1
Объясняю своими словами: энергетические реакторы имеют довольно хилую положительную реактивность даже при отсутствии поглотителей в зоне. Причины этого экономические: обогащение топлива невелико, чтоб было подешевле, и положительная реактивность в значительной мере достигается помещением топлива в блоки, стержни и таблетки. В этом случае паразитный резонансный захват нейтронов ураном-238 происходит только во внешнем слое топливного блока, эффективным образом исключая бОльшую часть урана-238 из этого процесса, "пряча" его от нейтронов и уменьшая тем самым их паразитный, не приводящий к делению урана, захват.

При нагреве топлива этот положительный для реактивности эффект несколько уменьшается, поскольку тепловые колебания атомов урана начинают "размывать" пик их резонансного взаимодействия с нейтронами, и нейтроны резонансных энергий могут не поглотиться при встрече с атомом, колеблющимся настречу их полету или от него - но блок урана большой, и они в итоге все равно поглотятся во внутренних слоях атомов урана-238. А вот нейтроны не совсем резонансных энергий, которые раньше бы неподвижными атомами урана не поглотились, теперь как раз могут поглотиться теми самыми "встречными" или "убегающими" колеблющимися ядрами урана, относительно которых их энергия становится в точности резонансной.

Вся эта фигня, как вы, вероятно, и так знаете, называется эффектом Доплера, и приводит к уменьшению реактивности при нагреве топлива. А вот о чем вы, скорее всего, никогда не задумывались, так это о том, почему это происходит - а происходит это как раз из-за того, что при нагреве уранового блока механизмом, описанным в предыдущем абзаце, "разблокируются" внутренние слои ядер, которые раньше никаких шансов увидеть и захватить нейтрон с резонансной энергией не имели, и в итоге эффективное количество паразитного резонансного поглотителя в активной зоне возрастает, уменьшая, соответственно, реактивность.

А теперь следите за мыслью: я точный топливный коэффициент реактивности РБМК наизусть не помню, но помню, что он весьма неслабый, и отрицательный эффект реактивности может дать будь здоров, даже при рабочих температурах, без всякого там перегрева топлива. Но дезинтеграция топливного элемента как раз и соответсвует полной разблокировке всех до единого поглощающих слоев урана-238 в топливном блоке. Все они оказываются на поверхности и начинают жрать резонансные нейтроны, как хомяк подсолнухи - как если бы это был эффект Доплера для хрен знает каких топливных температур, уменьшая при этом реактивность активной зоны весьма радикально.

Точной модели такой гомогенизации у меня, как вы правильно заметили, нету, но мне приятно видеть, что в качественном плане интуиция моей пятой точки меня не подвела - и что реакция действительно долго не продержалась, как я вам это и предсказывал. К четырем часам утра 27 апреля достаточная гомогенизация, видимо, таки произошла - и абзац котенку. Графит остался без вненего подогрева, достаточного для его горения, и тихо потух без внешней энергетической подпитки (если он вообще горел, и если не считать того графита, что окислялся от нагрева продуктами деления... ну, это все мы уже обсуждали, да плюс еще, оказывается, энергетический вклад графита был пропорционально уменьшен продолжающейся ядерной реакцией - грубо говоря, хоть он гори, хоть нет, с точки загрязнения всем пофиг).

Я собой где-то даже горжусь. Предсказать причину затухания реакции, о самом существовании которой я даже не подозревал и рассуждал чисто гипотетически - это вполне достойный результат. Она, зараза, конечно, могла чисто по причине отсутствия воды затухнуть - но если она шла на воде, что за сполохи там светились, да и как горение и пожары вообще сочетаются с водой? Не, мне приятнее думать, что это была гомогенизация, Доплер, и Померанчук с Гуревичем. Тем более, что почему бы и нет. Сейчас-то все равно уже хрен поймешь. :)

(Deleted comment)
"Пожалуйста, найдите и процитируйте определение "топливного коэффициента реактивности". потом продолжим."

Температурный коэффициент реактивности по топливу есть приращение реактивности на изменение температуры топлива на один градус.

Для РБМК это где-то в районе минус десять в минус пятой на градус. Вы обращайтесь, если что. :)

Теперь по поводу Доплера:

Да, реактор у нас на тепловых нейтронах, и графитовые блоки служат, в числе прочего, и для того, чтобы попавшие в них нейтроны задерживались там на время, достаточное для перехода через область резонансных энергий - то есть чтобы уменьшить резонансное поглощение: многие нейтроны, попадающие из графита в топливо, будут уже замедлены ниже резонансных энергий и так поглощаться не будут.

(Что, кстати, есть еще один довод в пользу затухания СЦР по мере гомогенизации топливной смеси.)

Но полностью задержать нейтроны резонансных энергий в графите не удается, и их в топливо проникает достаточно для существования Доплер-эффекта. И тут мы плавно переходим к вопросу о блокированном резонансном захвате. Учебник вы помните верно - да, наличие Доплер-эффекта там увязывается с уширением резонансных пиков. Но у меня складывается впечатление, что вы не совсем ясно представляете себе детали, судя по вашим словам насчет "скин-слоя", толщина которого не будет меняться при нагреве, а также что доля резонансных нейтронов в интегральной реактивности якобы пренебрежимо мала.

Я тут собирался расписать, почему уширение графика сечения захвата от энергии нейтрона в резонансной области не меняет площади под этим графиком по мере роста температуры топлива (из чего немедленно следует увеличение глубины проникновения нейтронов в топливо по мере его нагрева), но это бессмысленно, если вы в принципе полагаете, что резонансный захват существенно не влияет на реактивность.

А я не представляю себе, что могло бы вас убедить. Ну... например, что вы скажете насчет того, что у нейтрона, полученного в РБМК, вероятность избежать резонансного захвата "фи" при разогреве реактора от холодного (50 градусов Цельсия) до горячего состояния (270 градусов Цельсия по воде) падает с 0,91 до 0,86?

Эффект этот ни разу не мал: под резонансный захват начинают попадать 14% от общего количества произвеленных нейтронов вместо 9%. Пять процентов разницы! И это при том, что от затухания реакции до разгона на мгновенных нейтронах нас отделяет всего лишь доля запаздывающих нейтронов в 0,7% - а общий эффект разотравления на реактивность составляет около 3,5%.

Так что хотя по поводу уширения резонансных пиков, блокированного и неблокированного резонансного захвата, глубины проникновения нейтронов в топливный блок и площади под кривой резонанса я могу рассказывать много, но это все не имеет особого смысла, пока вы не поверите, что эффект Доплера (он же - отрицательный температурный эффект по топливу) действительно существует и имеет нетривиальную величину. Приведу чисто для ознакомления пассаж из "Пособия по физике РБМК" (стр. 62-63):

"Наиболее сильное влияние на размножение нейтронов оказывает блокированный резонансный захват. Именно поэтому при гетерогенной структуре активной зоны, когда из-за самоблокировки не все ядра могут участвовать в резонансном захвате, значения fi получаются заметно выше, чем в гомогенной активной зоне. При прочих равных условиях в гетерогенных активных зонах достигается тем большее значение fi, чем больше самоблокировка топлива.
...
При увеличении температуры уранового блока вероятность избежать резонансного захвата уменьшается."


А, и вот еще (стр. 37):

"Таким образом, явление допплер-эффекта выражается в уменьшении сечения в максимуме резонанса и его увеличении на крыльях резонанса (кривая 2 на рис.3.1). Допплеровское уширение не изменяет величины площади под кривой резонансного пика."

- там я очень много еще могу всего сказать, но не уверен, что это все будет в данный момент иметь смысл. Есть опасность, что вы это все пропустите мимо ушей, как уже пропустили два предыдущих разъяснения, а писать впустую мне лениво.

Да и вообще использовать Карпана, глава книги которого специально для вас была названа "Графит не горел", в качестве свидетеля "горения графитовой кладки, которое и обеспечило выброс в атмосферу..." - это вы выступили сильно. Ничего не скажешь.

Edited at 2016-07-12 12:01 am (UTC)

(Deleted comment)
"Я тут собирался расписать, почему уширение графика сечения захвата от энергии нейтрона в резонансной области не меняет площади под этим графиком по мере роста температуры топлива (из чего немедленно следует увеличение глубины проникновения нейтронов в топливо по мере его нагрева)

Нет уж, сделайте милость - желаю посмотреть на этот цирк :-))"

Да пожалуйста. Но этот последний раз, когда я паытаюсь вам что-то объяснить. Делаю это только потому, что кому-то еще это может показаться интересно.

Итак: берем график сечения захвата от энергии нейтрона. Это для неподвижных атомов топлива. Теперь представьте себе, что у нас есть три атома топлива - один неподвижен, один движется от нейтрона, один в сторону нейтрона. Получаем три графика. Один исходный, один чуть сдвинут вправо, один чуть сдвинут влево. Среднее сечение захвата (площадь "мишени" атома, при попадании в которую нейтрон будет захвачен) для такого ансамбля из трех атомов урана-238 - натурально, среднее от этих трех графиков. То есть их надо сложить и поделить на три.

Пик при симметричном сдвиге в обе стороны останется, где и был, но его высота упадет, потому что (пик+не пик+не пик)/3 - это, естественно, меньше чем пик. Это уменьшение высоты будет скомпенсировано "размыванием" крыльев распределения двумя сдвинутыми кривыми (то есть увеличением сечения для нейтронов не совсем резонансных энергий) - ну и, конечно, же, интеграл под таким средним графиком останется прежним, поскольку это будет просто среднее их трех одинаковых интегралов.

Проделав то же самое по всему распределению скоростей атомов урана-238 в решетке, мы и получаем тот самый уширенный (но и пониженный) график сечения захвата при повышенной температуре топлива - с прежним, понятнок дело, интегралом. Все очень просто, хотя я, честно говоря, не уверен, что вы это поймете.

Так что каким образом отсюда следует увеличение глубины проникновения нейтронов в блок, я, пожалуй, пропущу. Если у вас перед глазами "Пособие по физике РБМК", и вы ухитряететсь не понять, что в нем написано, глядя прямо в его текст, боюсь, что мои усилия будут совершенно бесполезны.

Вы были не в состоянии даже правильно прочитать написанное мной про графит и блуждание в нем нейтронов, интерпретировав слова "графитовые блоки служат, в числе прочего, и для того, чтобы попавшие в них нейтроны задерживались там на время, достаточное для перехода через область резонансных энергий" как то, что, по моему мнению, в графите есть уран-238 (обалдеть!) - и высказав свою личную точку зрения, что из графита выходят только тепловые нейтроны. Еще и выучить принципы работы реактора мне порекомендовали. Ну-ну.

В общем, все, я сдаюсь. Вы у нас явно гениальный физик, и для дискуссий с вами мой слабый мозг не приспособлен. Можете остваться при какой угодно точке зрени, а я завязываю этот разговор. Пошел учить принципы работы реактора.

  • 1