Contribution of radionuclides to heat release in the process of SNF dry storage

Abstract

In the paper the radionuclide contribution to heat release at dry storage of spent nuclear fuel (SNF) of WWER-1000 was researched. β- and γ-radiation from 60 of the most active fission products, and α-radiation from 20 actinides for the fuel with the initial burnup of 41.5 (MW·d)/t U and the cooling time of 5 years was considered. Contribution of radionuclides and actinides to the SNF heat release was determined for the storage time up to 50 years. It is shown that in this time range β- and γ-emitters (fission products) make the main contribution to the heat release, the contribution of β-radiation exceeding that of γ-radiation beginning with 1.3 times initially to 1.8 times at the end of the SNF storage. If the storage time is more than 50 years, the main contribution is made by α-emitters (actinides). Within the storage time of 0…10 years the heat release decreases quicker than the SNF activity, and after 10 years, the heat release decreases slower than the SNF activity.

Досліджено внесок радіонуклідів у тепловиділення при сухому зберіганні ВЯП ВВЕР-1000. Враховувалися β- , γ-випромінювання від 60 найбільш активних продуктів поділу та α-випромінювання від 20 актиноїдів для палива з початковим вигоранням 41,5 (МВт∙сут)/т U і часом витримки 5 років. Для часів зберігання до 50 років визначені вклади радіонуклідів і актиноїдів у тепловиділення ВЯП. Показано, що у цьому часовому діапазоні основний внесок у тепловиділення вносять β-, γ-випромінювачі (продукти розподілу), вклад β-випромінювання перевищує внесок γ-випромінювання від 1,3 спочатку до 1,8 у кінці зберігання ВЯП. У разі часів зберігання понад 50 років основний внесок вносять α-випромінювачі (актиноїди). У діапазоні часів зберігання 0…10 років зменшення тепловиділення відбувається швидше, ніж зміна активності ВЯП, а в подальшому тепловиділення спадає повільніше, ніж активність ВЯП.

Исследован вклад радионуклидов в тепловыделение при сухом хранении ОЯТ ВВЭР-1000. Учитывались β- , γ-излучения от 60 наиболее активных продуктов деления и α-излучение от 20 актиноидов для топлива с начальным выгоранием 41,5 (МВт·сут)/т U и временем выдержки 5 лет. Для времен хранения до 50 лет определены вклады радионуклидов и актиноидов в тепловыделение ОЯТ. Показано, что в этом временном диапазоне основной вклад в тепловыделение вносят β-, γ-излучатели (продукты деления), вклад β-излучения превышает вклад γ-излучения от 1,3 в начале до 1,8 в конце хранения ОЯТ. При времени хранения свыше 50 лет основной вклад вносят α-излучатели (актиноиды). В диапазоне времен хранения 0…10 лет уменьшение тепловыделения происходит быстрее, чем изменение активности ОЯТ, а в дальнейшем тепловыделение спадает медленнее, чем активность ОЯТ.