Published March 1962 | Version v1
Book

Performance of large fast power reactors, including effects of higher isotopes, recycling and fission products

Creators

  • 1. Argonne National Laboratory, Argonne, IL (United States)

Description

Using a new sixteen-group cross-section set, the initial and long-term performance of a representative group of large fast power reactors will be examined. The build-up of higher isotopes of plutonium as a function of core-feed material and reactor design will be analysed, and the influence of changing plutonium isotopic composition on critical mass, breeding ratio, reactivity, coolant void coefficient, and delayed-neutron fraction will be treated. The sensitivity of these results to neutron-cross-section data will be discussed (a) in the light of recent measurements of α=σc/σf of Pu239 and (b) by making arbitrary changes in the least-certain multi-group cross-sections. The effects of fission-product build-up on critical mass, breeding ratio and reactivity will be calculated. Measurements with mock fission products at ZPR-III will be correlated and compared with predictions based on the estimates of theoretical nuclear physics. Other effects to be treated include the reactivity growth associated with blanket plutonium build-up, the sensitivity of sodium void coefficient to reactor-core composition and the high-energy spectrum (>1.4 MeV) of such reactor systems. (author)

Abstract (French)

L'auteur etudie le fonctionnement initial et a long terme d'un groupe representatif de grands reacteurs a neutrons rapides, en utilisant un nouvel ensemble de sections efficaces de seize groupes. Il analyse l'accumulation des isotopes lourds du plutonium en fonction du combustible initial et du type du reacteur, ainsi que l'influence de la composition en isotopes du plutonium sur la masse critique, le taux de surgeneration, la reactivite, le coefficient cavitaire du fluide de refroidissement et la fraction des neutrons retardes. Il etudie egalement l'influence sur ces resultats des donnees relatives aux sections efficaces neutroniques: a) en tenant compte des mesures recentes de α=σc/σf de Pu239, et b) en modifiant arbitrairement les sections efficaces multigroupes les moins sures. L'auteur calcule les effets de l'accumulation des produits de fission sur la masse critique, le taux de surgeneration et la reactivite. Il fait une correlation et une comparaison entre les mesures avec des produits de fission simulee dans le ZPR-III et les estimations fondees sur la physique nucleaire theorique. L'auteur examine egalement l'accroissement de reactivite associe a l'accumulation de la couche fertile de plutonium, l'influence de la composition du coeur sur le coefficient cavitaire du sodium, et le spectre de haute energie (>1,4 MeV) des reacteurs de ce type. (author)

Abstract (Spanish)

Utilizando un nuevo conjunto de secciones eficaces para una teoria de 16 grupos, el autor examina el funcionamiento inicial y a largo plazo de un grupo representativo de reactores rapidos de potencia de grandes dimensiones. Analiza la acumulacion de isotopos superiores del plutonio en funcion de la composicion inicial del combustible del tipo de reactor, y estudia la influencia de modificaciones de la composicion isotopica del plutonio sobre la masa critica, la razon de reproduccion, la reactividad, el coeficiente de vacio del refrigerante y la fraccion de neutrones retardados. Estudia igualmente la influencia ejercida sobre estos resultados por los datos relativos a las secciones eficaces neutronicas: a) teniendo en cuenta las mediciones mas recientes de α=σc/σf del 239Pu, y b) modificando arbitrariament e las secciones eficaces multigrupales mas inciertas. El autor calcula los efectos de la acumulacion de productos de fision sobre la masa critica, la razon de reproduccion y la reactividad. Establece una correlacion y comparacion entre las mediciones efectuadas con productos de fision simulados en el ZPR-III y las predicciones basadas en los calculos de la fisica nuclear teorica. Ademas, el autor examina el aumento de reactividad asociado a la acumulacion de plutonio en la envoltura fertil, la influencia de la composicion del cuerpo del reactor sobre el coeficiente de vacio del sodio y el espectro de elevada energia (>1,4 MeV) de los reactores de este tipo. (author)

Abstract (Russian)

V doklade budut rassmotreny kharakteristiki tipichnoj gruppy krupnykh ehnergeticheskikh reaktorov na bystrykh nejtronakh v puskovye periody i pri ustanovivshikhsya rezhimakh s primeneniem novogo nabora shestigruppovykh poperechnykh sechenij. Budet izucheno nakoplenie tyazhelykh izotopov plutoniya, kak funktsii yadernogo topliva i konstruktsii reaktora, a takzhe budet opredeleno vliyanie izmeneniya izotopicheskogo sostava plutoniya na kriticheskuyu massu, koehffitsient vosproizvodstva, reaktivnost', pustotnyj koehffitsient teplonositelya i na dolyu zapazdyvayushchikh nejtronov. V doklade budet rassmotreno vliyanie ehtikh rezul'tatov na dannye po nejtronnym secheniyam a) v svete poslednikh izmerenij α=σc/σf Pu239, b) putem vneseniya proizvol'nykh izmenenij v naimenee tochnye mnogogruppovye secheniya. Budet podschitan ehffekt nakopleniya produktov deleniya na kriticheskuyu massu, koehffitsient vosproizvodstva i reaktivnost'. Izmereniya, proizvedennye s lozhnymi produktami deleniya na ZPR-III budut otkorrelirovany i sravneny s predpolozheniyami, osnovannymi na otsenkakh teoreticheskoj yadernoj fiziki. K drugim ehffektam, kotorye budut rassmotreny, otnosyatsya uvelichenie reaktivnosti, svyazannoe s nakopleniem plutoniya v zone vosproizvodstva, chuvstvitel'nost' pustotnogo koehffitsienta natriya k sostavu aktivnoj zony reaktora i spektru vysokikh ehnergij (>1,4Mehv) takikh reaktornykh sistem. (author)
Part of:
Physics of Fast and Intermediate Reactors. Vol. II. Proceedings of the Seminar on the Physics of Fast and Intermediate Reactors. Vol. II

Additional details

Additional titles

Original title (English)
Fonctionnement des grands reacteurs a neutrons rapides: effets des isotopes lourds, recyclage et produits de fission; Kharakteristika krupnykh ehnergeticheskikh reaktorov na bystrykh nejtronakh, vklyuchaya dejstvie tyazhelykh izotopov, produktov povtornogo ispol'zovaniya i produktov deleniya; Funcionamiento de los grandes reactores de potencia rapidos: eiectos de los isotopos superiores, del reciclado y de los productos de fision

Publishing Information

Publisher
Globus, Druck- und Verlagsanstalt, Vienna
Imprint Place
Vienna (International Atomic Energy Agency (IAEA))
Imprint Title
Physics of Fast and Intermediate Reactors. Vol. II. Proceedings of the Seminar on the Physics of Fast and Intermediate Reactors. Vol. II.
Imprint Pagination
418 p.
Series
Proceedings Series
Journal Page Range
p. 271-297
ISSN
0074-1884

Conference

Title
Seminar on Physics of Fast and Intermediate Reactors
Dates
3-11 Aug 1961
Place
Vienna (Austria)

Optional Information

Notes
13 refs, 31 tabs Imprint:In three volumes
Secondary number(s)
STI/PUB--49(V.2); IAEA-SM--18