Published 2023 | Version v1
Journal article

Calculation tools used for the computational support of operating fast reactors

  • 1. IPPE JSC, Obninsk (Russian Federation)

Description

The timeliness of this paper is defined by the global issues specific to the current nuclear power, including handling of spent nuclear fuel (SNF) and radioactive waste (RW), and efficiency of using the energy potential of natural uranium resources. The transition to the so-called «two component» nuclear power system (NES) that combines reactors with thermal and fast neutron spectra operating in a single closed nuclear fuel cycle, makes it possible to resolve the above issues in the safest and most cost effective way, and paves the way for extensive nonelectric use of nuclear energy in production of «useful» isotopes for medical and industrial applications. The decision to start this transition was made by the management of Rosatom State Corporation with regard for the experience of successfully operating the Beloyarsk NPP's unit 3 with a BN600 reactor (for over 40 years) and unit 4 with a BN800 reactor (for 6 years). Computational support activities have been undertaken throughout the BN600 reactor operation period. Prior to each cycle between refueling, neutronic calculations are performed by three organizations: Beloyarsk NPP (Operator), IPPE JSC (Research Adviser), and Afrikantov OKBM JSC (Chief Designer). Coupled neutronic calculations makes it possible to ensure the safety and reliability of the reactor operation in each particular core loading. The commissioning of the BN800 reactor and the feasibility of a closed fuel cycle have extended the computational support application scope. The paper describes the computational support techniques for IPPE JSC as the research adviser organization, and for the prospects for the development of computational support.

Abstract (Russian)

Актуальность представляемой работы обусловлена следующими двумя проблемами глобального характера, присущими существующей ядерной энергетике: обращение с отработавшим ядерным топливом (ОЯТ) и радиоактивными отходами (РАО); эффективность использования энергетического потенциала ресурсов природного урана. Переход к «двухкомпонентной» ядерной энергетической системе (ЯЭС), объединяющей реакторы с тепловым и быстрым спектрами нейтронов, работающие в едином замкнутом ядерном топливном цикле, позволяет решить указанные проблемы наиболее безопасно и экономично, а также открывает широкие перспективы неэлектрического применения энергии ядра в области наработки «полезных» изотопов для медицинского и промышленного применений. Решение о начале такого перехода было принято руководством Госкорпорации «Росатом» с учетом опыта успешной эксплуатации в течение более 40 лет энергоблока № 3 (с реакторной установкой БН-600) и шести лет энергоблока № 4 (с реактором БН-800) Белоярской АЭС. На протяжении всего периода эксплуатации реактора БН-600 проводились работы по расчетному сопровождению. Нейтронно-физические расчеты проводятся в трех организациях – эксплуатирующей (Белоярская АЭС), научном руководителе (АО «ГНЦ РФ – ФЭИ») и главном конструкторе (АО «ОКБМ Африкантов») перед каждой микрокампанией. Проведение связанных нейтронно-физических расчетов позволяет обеспечивать безопасность и надежность работы реактора в каждой конкретной загрузке активной зоны. С введением в эксплуатацию реактора БН-800 и открытием возможности замыкания топливного цикла задача расчетного сопровождения расширила границы своего применения. В работе описаны методы ведения расчетного сопровождения в организации – научном руководителе АО «ГНЦ РФ – ФЭИ», а также перспективы развития задачи сопровождения.

Additional details

Additional titles

Original title (Russian)
Расчетные инструменты, применяемые в сопровождении действующих быстрых реакторов

Publishing Information

Journal Title
Izvestiya Wysshikh Uchebnykh Zawedeniy, Yadernaya Energetika
Journal Issue
no.2
Journal Page Range
p. 121-133
ISSN
0204-3327

INIS

Country of Publication
Russian Federation
Country of Input or Organization
Russian Federation
INIS RN
55106150
Subject category
S21: SPECIFIC NUCLEAR REACTORS AND ASSOCIATED PLANTS;
Descriptors DEI
CLOSED FUEL CYCLE; COMPUTERIZED SIMULATION; FAST REACTORS; NUCLEAR DATA COLLECTIONS; REACTOR OPERATION
Descriptors DEC
EPITHERMAL REACTORS; FUEL CYCLE; OPERATION; REACTOR LIFE CYCLE; REACTORS; SIMULATION

Optional Information

Notes
16 refs., 1 fig.