МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА PU-238 В РЕАКТОРЕ ВВЭР-440 С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАЗЛИЧНЫХ СТАРТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И СТРУКТУРЫ ИХ РАЗМЕЩЕНИЯ
В работе исследуется возможность получения высокочистого Pu-238 в тепловом реакторе ВВЭР-440 путем облучения актинида нептуния-237 (Np-237), извлеченного из отработавшего ядерного топлива. В исследовании используются методы Монте-Карло (код Serpent2) для моделирования нейтронных взаимодействий и оптимизации ключевых конфигураций, включая высоту решетки и условия замедления нейтронов. Целью является ежегодное производство приблизительно 3 килограммов высокочистого плутония с изотопным составом, содержащим не менее 80% 238Pu и не более 2 ppm (частей на миллион) 236Pu.
1. Emory Colvin, Joshua H. Rhodes, Grace A. Marcantel, Taknori Kajihara, J. Tyler Gates, and John J. Kuczek, Lucas B. Beveridge, Ashoak N. Nagarajan, and Dominik A. Fritz, “Optimization of Plutonium-238 Production in the Advanced Test Reactor for Radioisotope Thermoelectric Generators in Deep Space Exploration Applications”, February 2019.
2. Charles R. Daily & Joel L. McDuffee, “Design Studies for the Optimization of Pu-238 Production in NpO2 Targets Irradiated at the High Flux Isotope Reactor”, 22 Nov 2019.
3. R. Van Parys, B. Spindler, “Pu-238 Production Feasibility Study”, 20 June 2022
4. А.Н. Шмелев, Н.И. Гераскин, Г.Г. Куликов, Е.Г. Куликов, В.А. Апсэ, В.Б. Глебов, “The problem of large-scale production of plutonium-238 for autonomous energy sources”, J. Phys.: Conf. Ser. 1689 012030, 2020.
5. А.Н. Шмелев, Н.И. Гераскин, В.А. Апсэ, Г.Г. Куликов, Е.Г. Куликов, В.Б. Глебов, “Оценка возможности крупномасштабной наработки pu-238 в энергетическом реакторе типа ВВЭР-1000”, 14.11.2022.
6. Report to Congress, “Startup Plan for Plutonium-238 Production for Radioisotope Power Systems”, June 2010.
7. Anatoly N. Shmelev, Nikolay I. Geraskin, Vladimir A. Apse, Vasily B. Glebov, Evgeny G. Kulikov and Andrey A. Krasnoborodk, “Application of (Np, Am) Mixture in Production of Pu- 238 in a VVER-1000 Reactor and the Reactivity Effect Caused by Loss-of-Coolant Accident”, Journal of Nuclear Engineering, 2021.
8. A.N. Shmelev, V.A. Apse, V.B. Glebov, G.G. Kulikov, E.G. Kulikov, A.E. Kruglikov, “On the Possibility of Large-Scale Production of 238Pu for Radioisotope Thermoelectric Generators in a Light-Water Reactor with Supercritical Coolant Parameters”, Izvestiya VUZov. Yadernaya Energetika, no. 3, pp. 153–165, 2024. DOI: 10.26583/npe.2024.3.12.
9. Kuzmin A.M., Shmelev A.N., Apse V.A., “Modelling of Physical Processes in Nuclear Power Reactors on Fast Neutrons”, Moscow Power Engineering Institute, 2015, pp. 103–114.
10. E.L. Georgieva, T. Bahadir, “VVER-440 ’FULLCORE’ and VVER- 440 ’FULLCORE’ Extended Numerical Benchmark Evaluations with Studsvik’s CMS5 Codes”, M&C 2023: International Conference on Mathematics and Computational Methods Applied to Nuclear Science and Engineering, Niagara Falls, Canada, 2023. https://www.researchgate.net/publication/374111966.
Copyright (c) 2025 «ВЕСТНИК НУУз»
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-ShareAlike» («Атрибуция — Некоммерческое использование — На тех же условиях») 4.0 Всемирная.
.jpg)
2.png)
