Published March 1962 | Version v1
Book

Long-time behaviour of fast breeders

  • 1. Kernforschungszentrum, Karlsruhe (Germany)

Description

For studying the long-time behaviour of fast breeders, a suitable O-dimensional model of fissile (plutonium), fertile (U238) and absorbing material (structural material and coolant) is investigated. Charging, discharging and re-charging of fissile and fertile material are idealized as continuous processes. Criticality requires continuous discharge of each specific Pu-composition . The time behaviour of the isotope composition is described by a first-order-differential- equation system whose solution was determined numerically for different initial conditions. Calculating the stationary isotope composition (stationary after a long time) leads to an eigenvalue problem with the plutonium current, to be discharged as eigenvalue and the Pu-isotope concentrations as eigenvector components. Generally, this eigenvalue problem has but one physically reasonable solution with the so-called Pu∞ as eigenvector. The eigenvalue determines the breeding rate. The principal structure of fuel recycling is investigated. (author)

Abstract (French)

Pour etudier le comportement a long terme des reacteurs surgenerateurs a neutrons rapides, les auteurs ont considere un modele ponctuel approprie compose de matieres fissile (plutonium), fertile (238U) et absorbante (materiau de construction et fluide de refroidissement). Le chargement, le dechargement et le rechargement des matieres fissile et fertile sont idealises en operations continues. L'etat critique exige un dechargement continu de chaque composition specifique de plutonium. Le comportement en fonction du temps de la composition isotopique est decrit par un systeme d'equations differentielles du premier ordre dont la solution numerique a ete faite pour des conditions initiales differentes. Le calcul de la composition isotopique stationnaire (stationnaire apres une longue periode) conduit a un probleme de valeur propre, ou le flux de plutonium a decharger est la valeur propre et les concentrations isotopiques de plutonium les composantes du vecteur propre. D'une maniere generale, ce probleme de valeur propre n'a, du point de vue physique, qu'une seule solution raisonnable ou Pu∞ est le vecteur propre. La valeur propre determine le taux de surgeneration. Les auteurs examinent la structure principale du retraitement du combustible. (author)

Abstract (Spanish)

Para estudiar el comportamiento a largo plazo de los reactores reproductores rapidos, los autores consideran un modelo puntual adecuado compuesto por materiales fisionables (plutonio), fertiles (238U), y absorbentes (materiales estructurales y refrigerantes). Se supone que la carga, la descarga y el reemplazo de los materiales fisionables y fertiles se realizan de manera continua. El estado critico exige la descarga continua del plutonio para cada una de las composiciones isotopicas. La ley de variacion de la composicion isotopica del plutonio en funcion del tiempo viene dada por un sistema de ecuaciones diferenciales de primer orden, cuya solucion ha sido determinada numericamente para diferentes condiciones iniciales. El calculo de la composicion isotopica estacionaria (al cabo de un largo periodo) exige la solucion de un problema de valor propio en el que la corriente del plutonio que se ha de descargar constituye el valor propio y las concentraciones de los isotopos del plutonio, los componentes del vector propio. En general, desde el punto de vista fisico solo existe para este problema de valor propio una solucion unica en que el asi llamado Pu∞ representa el vector propio. El valor propio determina el indice de reproduccion. Los autores examinan la estructura principal del reciclado del combustible. (author)

Abstract (Russian)

Vremennoj rezhyam reaktorov-razmnozhitelej na bystrykh nejtronakh. Dlya izucheniya vremennogo rezhima reaktorov-razmnozhitelej na bystrykh nejtronakh issleduetsya podkhodyashchaya O-razmernaya model' rasshcheplyayushchegos ya (plutonij), proizvodyashchego (uran-238) i pogloshcha-yushchego materiala. Zagruzka, razgruzka i peregruzka rasshcheplyayushchegos ya i proizvodyashchego materiala idealizirovany kak nepreryvnyj protsess. Kritichnost' trebuet nepreryvnoj razgruzki kazhdogo konkretnogo sostava plutoniya. Povedenie izotopnogo sostava opisyvaetsya s pomoshch'yu differentsial'noj sistemy uravnenij pervogo poryadka, reshenie kotoroj proizvoditsya chislennym metodom dlya razlichnykh nachal'nykh uslovij. Podschet statsionarnogo izotopnogo sostava (statsionarnost' posle dlitel'nogo vremeni) privodit k probleme sobstvennogo znacheniya, gde potok razgruzhaemogo plutoniya yavlyaetsya sobstvennym znacheniem, a kontsentratsiya izotopov plutoniya-komponentami sobstvennogo vektora. Obychno ehta problema sobstvennogo znacheniya imeet lish' odno fizicheski razumnoe reshenie s t.n. Pu∞ v kachestve sobstvennogo vektora. Sobstvennoe znachenie opredelyaet skorost' razmnozheniya. Issleduetsya printsipial'naya struktura povtornogo ispol'zovaniya topliva. (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

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Additional titles

Original title (English)
Comportement a long terme des reacteurs surgenerateurs a neutrons rapides; Vremennoj rezhyam reaktorov-razmnozhitelej na bystrykh nejtronakh; Comportamiento a largo plazo de los reactores reproductores rapidos

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. 213-228
ISSN
0074-1884

Conference

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

Optional Information

Notes
6 figs, 3 tabs Imprint:In three volumes
Secondary number(s)
STI/PUB--49(V.2); IAEA-SM--18