Candu tüketilmiş yakıtının gençleştirilmesi için modere edilmiş ve hızlı (D,T) hibrid blanketlerin potansiyelinin incelenmesi

Abstract

ÖZET Bu çalışmada, Modere edilmiş (termal) ve hızlı blanket potansiyeli, CANDU tüketilmiş yakıt elemanlarının gençleştirilmesi (rejuvenation) için incelendi. Modere edilmiş hibrid blanket zayıf nötronik performans gösterdiğinden dolayı CANDU tükenmiş yakıt gençleştirilmesi için uygun görülmedi. Hızlı bölünmeye (fast fissioning) dayalı hibrid blanket ise mükemmel nötronik performansa sahip olup aşağıda belirtilen üç farklı uygulamada fisil (bölünebilir) izotopların değişik zenginleştirme yüzdeleri (EGFI) için araştırma yapıldı. - Konvansiyonel bir ticari CANDU reaktöründe yakıt çevrimi (EGFI * %0.71). - Geliştirilmiş bir CANDU reaktöründe yüksek yanma oranı (Burn-up rate) ile yakıt çevrimi (EGFI = %1). Toryum yakıtlı geliştirilmiş bir üretken reaktöründe (Breeder) yakıt çevrimi (EGFI = %1,5). 2.25 MW/m2* ye eşdeğer 1014 - 14 MeVn/cm2sn' lik bir ilk cidar (D, T) füzyon nötron akı yüküne maruz hızlı parçalan maya dayalı blanket için 24 aya kadarlık bir gençleştirme peryodu %75 ' lik bir tesis faktörüyle araştırıldı.IV Gençleştirme peryodları, yukarıda sözü edilen reaktör tip leri için 6 veya 9 aya kadarlık, 10 veya 16 aya kadarlık ve 18 aydan daha büyük dönemler için sırasıyla ayrı ayrı değerlendirildi. M blanket enerji çokalım katsayısı, 24 ayda sadece %20' lik bir artış göstermiştir. Bunun neticesinde bu güç üre tim tesisi nükleer çekirdek dışı kısım için mükemmel bir kullanıma sahiptir. Aynı zamanda maksimum ortalama fisyon güç yoğunluğunun ortalama değerine oranı P yaklaşık %9.1 mertebesinde azalmaktadır.

ABSTRACT The potential of moderated and fast hybrid blankets is investigated for the rejuvenation of CANDU spent fuel. The moderated hybrid blanket has revealed poor neutronic performance and is not suitable for CANDU spent fuel rejuvenation. The fast fissioning hybrid blanket has excellent neutronic performance and is investigated to achieve different enrichment grades of fissile isotopes (EGFI) for three different applications: - Recycling in a conventional commercial CANDU reactor, (EGFI = 0.71%) Recycling in a advanced CANDU reactor concept with high burn-up rate (EGFI = 1%) - Recycling in an advanced breeder with thorium fuel (EGFI = 1.5%) For fast fissioning blanket, a rejuvenation period of up to 24 months is investigated by a plant factor of 75% under a first-wall (D,T) fusion neutron flux load of lO1^ - 14 MeVn/cm2.sec, corresponding to 2.25 MW/m^.VI The rejuvenation periods are evaluated for the above mentioned reactor types, as 6 to 9 months, 10-16 months and 18 months, respectively. The blanket energy multiplication M increases only by about 20% in 24 months, i.e., the electricity production remains fairly constant during this period. Consequently, this power plant has an excellent exploitation of the non-nuclear island. In the same time, the peak-to-average fission power density ratio P decreases by about 9.1%.