ارتقاي راكتورهاي هسته‌اي از نسل دوم به نسل سوم و تاثير آن در بهبود پدافند غيرعامل

The Enhancement of Nuclear Reactors from Gen II to III and its Effect in Passive Defense

چكيده نظر به اين‌كه در پدافند غيرعامل، يكي از اهداف مهم، كاهش اثرات حوادث ناشي از حملات دشمن مي‌باشد، لذا يكي از مواردي كه به‌طور اخص نسبت به ايمني هرچه بهتر آن مي‌بايست توجه شود بحث راكتورهاي هسته‌اي مي‌باشد. در خصوص راكتورهاي هسته‌اي، يكي از شاخص‌هاي اصلي در مبحث پدافند غيرعامل، ايمني راكتور مي‌باشد. در راكتورهاي هسته‌اي نسل سوم، ابعاد قلب و هم‌چنين نوع خنك‌كننده و غناي سوخت نسبت به راكتورهاي نسل دوم تغيير يافته است كه در نهايت، تمامي اين موارد، منجر به ايمني بالاتر اين راكتورها نسبت به راكتورهاي نسل قبلي شده است؛ لذا در اين مقاله هدف بر آن است كه با يك تحقيق مقايسه‌اي بين دو راكتورِ هم‌قدرت از نوع نسل دوم و نسل سوم، پارامترهاي نوترونيكيِ اين دو راكتور نظير: K?، Keff و اجزاي تشكيل‌دهنده اين پارامتر و هم‌چنين پارامترهاي حرارتي و هيدروليكي نظير: چگالي قدرت، قدرت مخصوص، نرخ گرماي آزاد شده در واحد حجم راكتور، قدرت آزاد شده در واحد حجم سوخت، حجم و جرم غلاف و سوخت (شامل سوخت‌هاي قابل شكافت و غير قابل شكافت)، در هر دو راكتور به‌دست آيند و با يكديگر مقايسه گردند. از روي اين مقايسه، به ميزان كارآيي و بهينه شدن قلب و نيز ايمني بيشتر راكتورهاي نسل سوم نسبت به نسل دوم كه هر دو يك قدرت مشابه را دارا مي‌باشند، مي‌توان پي برد. بدين منظور اطلاعاتي نظير: ابعاد قلب و گام شبكه، جنس سوخت، ميزان غنا و نوع خنك‌كننده، جهت محاسبه پارامترهاي مذكور مورد استفاده قرار مي‌گيرند. براي تعيين پارامترهاي نوترونيكي از برنامه نوترونيكي SIXFAC و نيز ساير روابط نوترونيكي مربوطه و براي تعيين پارامترهاي حرارتي از روش تحليلي و روابط مربوطه‌اش استفاده گرديده است.

Abstract Since in passive defense, one of the important aims is to decrease the effects caused by enemy attacks, one of issues whose safety must be taken into special consideration is nuclear reactors. In regard to passive defense, one of the main indicators is reactor safety. In third generation nuclear reactors, dimensions of core and also the kind of coolant and enrichment percentage of fuel have changed compared to the second generation that eventually, all of them have culminated in higher safety of these reactors than previous generation reactors. Therefore in this article the aim is based on a comparative investigation between two same power reactors of second and third generations, that the neutronic parameters of both reactors such as: K?, Keff and its details and thermalhydraulic parameters such as: power density, specific power, volumetric heat rate, released power per fuel volume unit, volume and mass of clad and fuel (consisting fissile and fertile fuels), be calculated and compared together. By this comparision, the efficiency, modification and also more safety of third generation nuclear reactors compared to the second generation which have same power, can be figured out. In order to calculate the cited parameters, some information such as: core dimensions, the pitch of lattice, the fuel matter, the percentage of enrichment and the kind of coolant are used. For calculating the neutronic parameters, a neutronic program entitled: SIXFAC and also related formulas have been used. In the meantime, to calculate the thermo hydraulic and other parameters, analytical method and related formulas have been applied.