乏燃料干式貯存設(shè)施臨界計(jì)算研究

洪 哲　趙善桂　張 敏　張 亮　劉 卓1（中國(guó)原子能科學(xué)研究院　北京 1041）（環(huán)境保護(hù)部核與輻射安全中心　北京 10008）（原子高科股份有限公司　北京 1041）

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乏燃料干式貯存設(shè)施臨界計(jì)算研究

洪 哲1，2趙善桂2張 敏2張 亮2劉 卓3
1（中國(guó)原子能科學(xué)研究院北京 102413）
2（環(huán)境保護(hù)部核與輻射安全中心北京 100082）
3（原子高科股份有限公司北京 102413）

以HI-STORM 100乏燃料干式貯存設(shè)施內(nèi)部裝載AFA-3G燃料組件為研究對(duì)象，用MCNP （Monte Carlo N Particle Transport Code） 4C程序，通過改變貯存設(shè)施內(nèi)外的水密度，采用新燃料假設(shè)對(duì)不同工況下的臨界安全進(jìn)行研究。結(jié)果表明，在正常工況下，keff遠(yuǎn)低于0.93，是臨界安全的。在事故工況下，當(dāng)水密度大于0.8 g·cm-3時(shí)，存在臨界安全問題。然后選取適當(dāng)?shù)暮怂兀ㄟ^使用ORIGEN-ARP程序，得到不同燃耗下核素的組成，在同一模型下考慮燃耗信任制，對(duì)干式貯存設(shè)施的臨界安全進(jìn)行研究。在此基礎(chǔ)上，給出了乏燃料干式貯存設(shè)施臨界安全工作的相關(guān)建議。

干式貯存，燃耗信任制，臨界安全，乏燃料

在此基礎(chǔ)上，采用燃耗信任制的方法對(duì)同一模型進(jìn)行了臨界安全研究。介紹了燃耗信任制中核素選取的原則和依據(jù)。乏燃料源項(xiàng)計(jì)算使用的程序?yàn)镾CALE6.1程序系統(tǒng)中的ORIGEN-ARP程序，主要用于分析核素濃度隨時(shí)間的變化及積存量、衰變熱等源項(xiàng)參數(shù)的計(jì)算。ARP模塊根據(jù)用戶選擇的組件類型、富集度、燃耗深度等信息，通過插值運(yùn)算產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的截面庫(kù)。ORIGEN-ARP能使用ARP插值截面庫(kù)，快速計(jì)算乏燃料組件的源項(xiàng)［4］，廣泛應(yīng)用于乏燃料貯存等的源項(xiàng)計(jì)算。

本文通過對(duì)典型的混凝土筒倉(cāng)式乏燃料干式貯存設(shè)施的臨界計(jì)算，初步掌握了其新燃料假設(shè)下的臨界安全情況，并通過選取適當(dāng)核素，采用燃耗信任制的方式對(duì)同一模型進(jìn)行臨界分析，得到裝載曲線，在可接受的區(qū)域進(jìn)行乏燃料的裝載與貯存。……