Self-sustained regime of nuclear burning wave in U–Pu fast reactor with Pb–Bi coolant

Abstract

The regime of the nuclear burning wave in a fast reactor is described using the non-stationary diffusion equation for neutron transport and equations of the fuel component burn-up and of nuclear kinetics for precursor nuclei of delayed neutrons. A critical two-zone fast reactor of cylindrical form with metal fuel of the U–Pu cycle with Pb–Bi coolant is considered. The neutron leakage in transverse direction was taken into account using the concept of radial buckling. The calculation results of the space-time evolution of neutron flux in this system using the effective multi-group approximation are presented.

На основі рішення нестаціонарного дифузійного рівняння переносу нейтронів сумісно з рівняннями вигоряння палива та кінетики ядер – попередників запізнілих нейтронів описано режим хвилі ядерного горіння у реакторі на швидких нейтронах. Розглянуто критичний двозонний швидкий реактор циліндричної форми з металевим U-Pu-паливом та Pb–Bi-теплоносієм. Для урахування поперечної втрати нейтронів використовувалася концепція радіального баклингу. Представлено результати розрахунків просторово-часової еволюції нейтронного потоку в цій системі, що проводилися в ефективному багатогруповому наближенні.

На основе решения нестационарного диффузионного уравнения переноса нейтронов совместно с уравнениями выгорания топлива и кинетики ядер – предшественников запаздывающих нейтронов описан режим волны ядерного горения в реакторе на быстрых нейтронах. Рассмотрен критический двухзонный быстрый реактор цилиндрической формы с металлическим U-Pu-топливом и Pb–Bi-теплоносителем. Для учета поперечной утечки нейтронов использовалась концепция радиального баклинга. Представлены результаты расчетов пространственно-временной эволюции нейтронного потока в этой системе, выполненные в эффективном многогрупповом приближении.