С целью увеличения плотности топлива и плотности потока бы-
стрых нейтронов предлагается использовать топливо на основе ору-
жейного плутония. Увеличение плотности быстрых нейтронов тре-
бует использования в качестве основного делящегося нуклида
239
Pu,
обладающего более высокими значениями среднего числа нейтронов,
рожденных на одно деление,
ν
f
и среднего числа нейтронов, рожден-
ных на один поглощенный в топливе нейтрон,
ν
а
в быстром спектре.
В табл. 1 приведены известные значения
ν
f
и
ν
а
при делении разных
нуклидов быстрыми нейтронами.
Таблица 1
Характеристики некоторых нуклидов при делении быстрыми нейтронами
(получены с использованием соотношений, приведенных в работе [24])
Параметр
Нуклид
233
U
235
U
239
Pu
ν
f
2,60
2,51
3,00
ν
а
2,37
2,28
2,73
Таблица 2
Коэффициент размножения нейтронов в бесконечной решетке твэлов реактора
типа БН-800 с виброуплотненным топливом (расчеты по программе MCNP)
Топливо
Изотопный состав урана и плутония
Коэффициент
размножения
МОХ–10% U Отвальный уран, оружейный плутоний
(94%
239
Pu–6%
240
Pu)
1,42337
МОХ–10% U Отвальный уран, плутоний из отработавшего топлива
(60%
239
Pu–25%
240
Pu–10,9%
241
Pu–4,1%
242
Pu [11])
1,30188
UO
1
,
8
18,8%
235
U–82,8%
238
U
1,18401
В табл. 2 для сравнения нейтронного баланса реакторов с разным
топливом приведены значения коэффициента размножения нейтронов
для бесконечной решетки твэлов (с учетом реальной геометрии по вы-
соте [11]) реактора БН-800. Расчеты проведены по программе MCNP,
реализующей решение газокинетического уравнения переноса нейтро-
нов методом Монте-Карло, при непрерывной зависимости сечений
от энергии [12]. Рассматривается виброуплотненное топливо без на-
триевого подслоя. Массовое отношение оксидов плутония и урана в
МОХ-топливе — 1:4. Как и ожидалось, наилучший нейтронный баланс
(максимальное число избыточных нейтронов) имеет место в реакто-
ре, использующем МОХ-топливо на основе оружейного плутония с
урановым геттером кислорода. В энергетических реакторах средней
и большой мощности для минимизации пустотного эффекта реактив-
ности предпочтительно топливо на основе плутония, извлеченного из
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2012. № 3
35
