Использование аксиального профиля распределения выгорания при анализе ядерной безопасности систем хранения отработавшего ядерного топлива реакторов ВВЭР в Украине

Abstract

При анализе ядерной безопасности хранилищ отработавшего ядерного топлива с учетом выгорания топлива (burnup credit) необходимо учитывать распределение выгорания по длине кассеты. Наиболее просто и в то же время консервативно можно принять глубину выгорания по длине отработавших ТВС одинаковой и равной среднему выгоранию на наименее выгоревших концевых участках. Однако это приводит к занижению выгорания по кассете по сравнению с реальным средним значением в 1,5— 2,5 раза. Для снятия избыточного консерватизма, заложенного в таком подходе, предлагается метод консервативного учета аксиального профиля распределения выгорания по длине ТВС. Основанный на результатах анализа аксиальных профилей распределения выгорания отработавших ТВС, этот метод может использоваться при обосновании ядерной безопасности систем обращения и хранения отработавшего топлива. Ключевые слова: ВВЭР, ТВС, учет выгорания, burnup credit, аксиальная неравномерность, СХОЯТ, ядерная безопасность, отработавшее томливо.

Аналізуючи ядерну безпеку сховищ відпрацьованого ядерного палива з урахуванням вигоряння палива (burnup credit), необхідно враховувати розподіл вигоряння по довжині касети. Найпростіше та водночас консервативно можна прийняти вигоряння по довжині відпрацьованих ТВЗ однаковим й рівним середньому вигорянню на найменш вигорілих кінцевих ділянках. Однак це призводить до заниження вигоряння по касеті порівняно з реальним середнім значенням у 1,5—2,5 раза. Для зняття надлишкового консерватизму, закладеного в такому підході, пропонується метод консервативного врахування аксіального профілю розподілу вигоряння по довжині ТВЗ. Заснований на результатах аналізу аксіальних профілів розподілу вигоряння відпрацьованих ТВЗ, цей метод може використовуватися в обґрунтуванні ядерної безпеки систем поводження й зберігання відпрацьованого палива. Ключові слова: ВВЕР, ТВЗ, врахування вигоряння, burnup credit, аксіальна нерівномірність, ССВЯП, ядерна безпека, відпрацьоване паливо.

The nuclear safety analysis of spent fuel storages taking into account fuel burnup (burnup credit) should allow for burnup distribution along the height of the assembly. The most simple and, at the same time, conservative approach is to take the same burnup along the height of spent fuel assemblies and equal to the average burnup of the assembly end pieces with the lowest burnup. However, this leads to underestimation of burnup along the assembly by 1.5 to 2.5 times compared with the actual average value. To eliminate excessive conservatism inherent in this approach, we propose a method taking into account the conservative axial burnup distribution profile along the fuel assembly. Based on an analysis of the axial burnup profiles of spent fuel assemblies, this method can be used in nuclear safety justification of spent fuel management and storage systems. Keywords: WWER, fuel assembly, burnup credit, axial profile, dry spent fuel storage facility, nuclear safety, spent fuel