Ověření deterministického provozního kódu REBUS pro plánování vsázek na reaktoru LVR-15

Abstract

Hlavním smyslem této diplomové práce je ověřit použití deterministického provozního kódu REBUS-PC pro plánování vsázek na reaktoru LVR-15. V první fázi jsou nejprve popsány metody přípravy jaderných dat v uvažovaných kódech WIMS-ANL a Serpent. Součástí přípravy jaderných dat je porovnání hodnot účinných průřezů pro materiály 8trubkového palivového souboru typu IRT-4M. Další fáze je zaměřena na zjednodušení detailní geometrie palivových souborů pro účely celozónových výpočtů reaktoru LVR-15 v kódu REBUS-PC. V rámci navazující části je zkoumán model vyhořívání palivových souborů v kódu REBUS-PC a Serpent s cílem určit izotopické složení u částečně vyhořelých palivových souborů. Následně je provedena příprava jaderných dat pro nepalivové komponenty reaktoru LVR-15, včetně porovnání získaných hodnot. Na základě podkladů z předchozích částí jsou dále provedeny celozónové výpočty reaktoru LVR-15 v kódu REBUS-PC pro konfigurace dvou základních kritických experimentů. Výsledné hodnoty koeficientů násobení založené na odlišných sadách jaderných dat jsou porovnány s experimentálním měřením a s výpočty v aktuálně využívaném kódu NODER pro návrhy vsázek reaktoru LVR-15. V závěrečné fázi jsou celozónové výpočty doplněny o výpočet modelové kampaně reaktoru LVR-15 s cílem určit požadované provozní parametry. Hlavním výstupem diplomové práce je rozhodnutí o tom, zda je kód REBUS-PC vhodným nástrojem pro plánování vsázek na reaktoru LVR-15.

The main aim of this thesis is to verify the use of the deterministic operational code REBUS-PC for cycle planning for the LVR-15 research reactor. In the first stage, methods for cross section data preparation with two of the considered codes WIMS-ANL and Serpent are described. The cross section data are consequently compared for the materials of a standard IRT-4M fuel assembly. In the next stage, there is a focus on simplification of detailed fuel assembly’s geometry for use in full core REBUS-PC calculations of LVR-15 reactor. Based on the simplification, the burnup REBUS-PC and Serpent models of IRT-4M fuel assemblies are created with aim to determine isotopic composition of fuel materials for fuel assemblies with initial nonzero burnup. Furthermore, the cross section data of nonfuel components of the LVR-15 reactor are prepared with the comparison of the obtained values. With the use of the data from previous stages, full core REBUS-PC calculations of two critical experiments of the LVR-15 reactor are carried out. The results from REBUS-PC code are then compared with the real experimental values as well as with the computed results from currently used code NODER. In the final stage, full core REBUS-PC calculations for the model fuel cycle of the LVR-15 reactor are performed with aim to get demanded operational parameters. The major outcome of this thesis is a determination of whether the REBUS-PC code is an appropriate tool for cycle plannig for the LVR-15 research reactor.