Евсеев, Леонид Александрович. Закономерности выгорания изотопа 10B в карбиде бора стержней аварийной защиты ядерных реакторов ВВЭР-1000 и БН-600

Короткий опис

Евсеев, Леонид Александрович. Закономерности выгорания изотопа 10B в карбиде бора стержней аварийной защиты ядерных реакторов ВВЭР-1000 и БН-600 : диссертация ... кандидата физико-математических наук : 01.04.07 / Евсеев Леонид Александрович; [Место защиты: Ульян. гос. ун-т].- Ульяновск, 2012.- 130 с.: ил. РГБ ОД, 61 12-1/1262

Открытое Акционерное Общество “Государственный Научный Центр -
Научно-исследовательский институт атомных реакторов”
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ульяновский государственный университет»
Евсеев Леонид Александрович
Закономерности выгорания изотопа 10В в карбиде бора
стержней аварийной защиты ядерных реакторов
ВВЭР-1000 и БН-600
Специальность 01.04.07 “Физика конденсированного состояния”
Диссертация на соискание ученой степени кандидата
физико-математических наук
профессор В.Д. Рисованый
Ульяновск - 2012 
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР (постановка задачи)
1.1. Изменение элементно-изотопного состава поглощающих элементов
на основе карбида бора в ядерных реакторах
1.2. Методы исследования выгорания изотопа 10В в поглощающих
элементах на основе карбида бора
1.3. Аналитические возможности метода вторично-ионной масс- спектрометрии (ВИМС) при его использовании для исследования выгорания изотопа 10В в поглощающих материалах на основе карбида
бора
Глава 2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБРАЗЦОВ И МЕТОДЫ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Характеристики исследуемых образцов
2.2. Методы исследования
Глава 3. ВЫГОРАНИЕ ИЗОТОПА 10В В КАРБИДЕ БОРА СТЕРЖНЕЙ АВАРИЙНОЙ ЗАЩИТЫ РЕАКТОРА ВВЭР-1000
3.1. Одномерный анализ изотопного состава поглощающего сердечника
после эксплуатации в течение 1804 эффективных суток
3.2. Двухмерный анализ изотопного состава поглощающего сердечника
после эксплуатации в течение 1804 эффективных суток
Глава 4. ВЫГОРАНИЕ ИЗОТОПА 10В В КАРБИДЕ БОРА СТЕРЖНЕЙ АВАРИЙНОЙ ЗАЩИТЫ РЕАКТОРА БН-600
4.1. Исследования таблеток после эксплуатации в течение 320
эффективных суток
4.2. Исследования таблеток после эксплуатации в течение 480
эффективных суток
4.3. Исследования таблеток после эксплуатации в течение 520
эффективных суток
4.4. Расчетная модель выгорания изотопа 10В в различных секторах
таблеток из В4С
з
Выводы 118
Список литературы 120

Список літератури

ВЫВОДЫ
1. Разработана и внедрена исследовательская установка для проведения одномерного и двухмерного анализа облученных поглощающих элементов методом ВИМС с линейным разрешением 10 мкм на базе промышленного вторично-ионного масс-спектрометра МС7202М. Разработаны методики и способы одномерного и двухмерного анализа методом ВИМС и обосновано их применение при проведении послереакторных исследований выгорания изотопа 10В в облученных поглощающих материалах на основе карбида бора с микронным разрешением.
Разработанные методики и способы верифицированы по результатам измерений другими методами, сравнением с литературными данными и по-зволяют проводить исследования с разрешением равным диаметру ионного зонда в диапазоне 0,001—90% с относительной погрешностью не хуже 0,6%, и при сравнимых погрешностях измерений на металлографических шлифах (с фрактальной размерностью -Оупимс^Дб при относительной шероховатости -Я9вимсотн<50% для ВИМС-установок типа МС7202М).
2. Установлено, что после облучения поглощающих элементов с кар-бидом бора с естественным соотношением изотопов 10В и ПВ в реакторе ВВЭР-1000 в течение 1804 эффективных суток в режиме аварийной защиты, максимальное выгорание изотопа 10В в поверхностном слое толщиной 0,1 мм составило 70% при среднем по сечению значении выгорания 25% и изменя-ется по радиусу таблетки по формуле 10Вшгор(г) - 20,7г0’8, где г - расстояние от края сердечника, мм.
3. После облучения поглощающих элементов с карбидом бора 80% обогащения по изотопу ,0В в реакторе на быстрых нейтронах БН-600 в тече-ние 320—520 эффективных суток в режиме аварийной защиты максимальное выгорание в поверхностном слое не превышает 20%, а среднее по сечению значение выгорания - 5%.
4. Установлено, что в потоке быстрых нейтронов (Еп>1 МэВ) в нижней части столба поглотителя выгорание снижается на расстоянии 0—1 мм и увеличивается на расстоянии 1—2 мм от края поглощающего сердечника, с последующим плавным снижением вплоть до его центра. На расстоянии 30— 50 мм от низа столба поглотителя выгорание плавно снижается на расстоя¬нии 0—4 мм от края поглощающего сердечника и не изменяется далее, вплоть до центра образца.
5. Скачкообразное изменение скорости захвата быстрых нейтронов изотопами 10В по радиусу таблеток В4С в нижней части столба поглотителя, находящегося на периферии (сверху) активной зоны реактора, обусловлено микроскопическими изменениями нейтронного спектра в области погло-щающих элементов, входящих в состав стержней АЗ, вызванными снижени¬ем энергии нейтронов со сдвигом их спектра в промежуточную и тепловую области при столкновении с лёгкими атомами Ви Си нарабатываемыми атомами 7Li, 4Не, 3Н, а также рассеянием нейтронов на конструкционных элементах стержней АЗ.