Влияние стартового состава ядерного топлива на концентрацию изотопов урана и плутония в облученном ядерном топливе реактора ВВЭР-1000

Объектом исследования является ядерный реактор ВВЭР с электрической мощностью 1000 МВт.
Целью работы является определение влияние стартового состава ядерного топлива на концентрацию изотопов урана и плутония в облученном ядерном топливе реактора ВВЭР-1000.

Введение………………………………………………………………………………………………………..12
1 Общие сведения о ВВЭР-1000……………………………………………………………………..14
1.1 Основные технические характеристики реактора ВВЭР-1000……………………18
1.2 Описание активной зоны ВВЭР……………………………………………………………….. 21
1.3 Тепловыделяющий элемент………………………………………………………………………25
1.4 Тепловыделяющая сборка…………………………………………………………………………27
2 Многогрупповой расчет, спектр нейтронов в активной зоне………………………..29
2.1 Многогрупповая система уравнений диффузии……………………………………….. 30
2.2 Изменение нуклидного состава топлива……………………………………………………33
2.2.1 Ядерное топливо с обогащением 4,4% урана………………………………………….36
2.2.2 Ядерное топливо с обогащением 9,4% урана………………………………………….39
2.2.3 Ядерное топливо с обогащением 14,4% урана………………………………………..42
3 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение……..48
3.1 Потенциальные потребители результатов исследования……………………………48
3.2 Анализ конкурентных технических решений…………………………………………… 49
3.3 SWOT-анализ……………………………………………………………………………………………51
3.4 Планирование управления научно-техническим проектом………………………..53
3.4.1 Определение трудоемкости выполнения работ……………………………………… 53
3.4.2 Структура работ в рамках научного исследования………………………………… 54
3.4.3 План проекта………………………………………………………………………………………… 55
3.5 Бюджет научного исследования………………………………………………………………..57
3.5.1 Расчет материальных затрат………………………………………………………………….. 58
3.5.2 Основная заработная плата исполнителей темы……………………………………..59
……………………………… 63
3.5.3 Расчет бюджета затрат исследовательского проекта
3.6 Организационная структура проекта…………………………………………………………63
3.7 Матрица ответственности………………………………………………………………………… 64
3.8 Сравнительная эффективность разработки……………………………………………… 65
4 Социальная ответственность………………………………………………………………………. 69
4.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов…………………………. 69
4.2 Обоснование и разработка мероприятий по снижению уровней опасного и
вредного воздействия и устранению их влияния при работе на ПЭВМ………….. 71
4.2.1 Организационные мероприятия…………………………………………………………….. 71
4.2.2 Технические мероприятия…………………………………………………………………….. 71
4.2.3 Условия безопасной работы………………………………………………………………….. 74
4.3 Электробезопасность………………………………………………………………………………..76
4.4 Пожарная и взрывная безопасность…………………………………………………………. 77
Заключение…………………………………………………………………………………………………… 80
Список использованных источников……………………………………………………………..81
ПРИЛОЖЕНИЕ А…………………………………………………………………………………………. 84

В ходе работы проведён анализ эксплуатационных параметров и
конструктивных особенностей реактора ВВЭР-1000.
Произведён расчет эффективного коэффициента размножения
нейтронов и определён спектр плотности потока нейтронов путём решения
системы многогрупповых уравнений диффузии итерационным способом для
реактора ВВЭР-1000. Получены зависимости содержания радиоактивных
продуктов деления и ядерных материалов в облученном ядерном топливе от
обогащения свежего топлива. Результаты расчетов показывают, что по мере
увеличения степени обогащения по U больше потребляется
235 238
U, так как
длительность кампании ядерного топлива увеличивается.
Содержания рассмотренных нуклидов в облученном ядерном топливе не
превышают следующих значений: U – 4,51% ;
Pu – 1,28% ;
U – 76,48% ;
Pu – 0,21% ; 241Pu – 0,27% ; 242Pu – 0,05% ; ПД235U – 14,33% ; ПД239Pu – 2,86%.
240

1. Афров А.М., Андрушечко С.А., Украинцев В.Ф. , Васильев Б.Ю.,
Косоуров К.Б., Семченков Ю.М., Кокосадзе Э.Л., Иванов, Е.А. ВВЭР-1000:
Физическиеосновыэксплутации,ядерноетопливо,безопасность//
М.:Университетская книга, Логос, 2006. – 488 с.
2. Бартоломей Г. Г., Бать Г. А., Байбаков В.Д., Алхутов М. С. Основы
теории и методы расчета ядерных энергетических реакторов: Учеб. Пособие
для вузов // М.: Энергоатомиздат, 1989. – 512 с.
3. Тевлин, С.А.; Атомные электрические станции с реакторами ВВЭР-
1000: учебное пособие для вузов // М.: Издательский дом МЭИ, 2008. – 358 с.
4. Зыков П.Г.; Методическое руководство к расчёту водо-водянных
реакторов // изд. УГТУ-УПИ, 2008. – 59 с.
5. Головацкий А.В., Нестеров В.Н., ШаманинИ.В. Организация
итерационного процесса при численном восстановлении спектра нейтронов в
размножающей системе с графитовым замедлителем // Учебное пособие. —
Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2004.
6. Абагян Л.П., Базазянц Н.О., Бондареко И.И., Николаев М.Н.
Групповые константы для расчета ядерных реакторов // Тем. План 1964 г. Поз.
7 Реактор В. К. Мелешко Переплет художника А. И. Шаварба // Техи. Редактор
Е. И. Мазель Корректор Л. П. Балюк // Атомниздат, Москва Центр, ул. Кирова,
18 // Ленинградскад тип. No 6 Главполиграфпрома Государственного комнтета
Совета Министров СССР по печати Лениград, ул. Моисеенко, 10.
7. Бойко В.И.,Кошелев Ф.П., Шамании И.В., Колаков Г.Н,
Селиваникова О.В. Физический расчёт ядерного реактора на тепловых
нейтронах // Учебное пособие. — Томск: Изд-во Томского политехнического
университета, 2009. – 504 с.
8. Беденко С.В., Нестеров В.Н. Основы физически деления и синтеза
атомых ядер // Учебное пособия. —Томск: Изд-во Томского политехнического
университета, 2010. – 186 с.
9. Беляев Л.А., Воробьев А.В., Гаврилов П.М., Гвоздяков Д.В., Губин
В.Е. Топливо и матерталы ядерной техники: учебное пособие. — Томск: Изд-во
Томского политехнического универитета, 2010. – 275 с.
10. Головацкий А.В., Нестеров В.Н., Шаманин И.В. Организация
итерационного процесса при численном восстановлении спектра нейтронов в
размножающей системе с графитовым замедлителем [Текст] // Известия вузов.
Физика. – 2010. – Т.53 №11/2. – С. 10-14.
11. Бойко В.И., Кошелев Ф.П., Шаманин И.В., Колпаков Г.Н.,
Селиванникова О.В. Физический расчёт ядерного реактора на тепловых
нейтронах[Текст]//учебноепособие.–Томск:Изд-воТомского
политехнического университета. – 2009. С. – 504.
12. Обеспечение проектного значения глубины выгорания ядерного
топливавысокотемпературныхгазоохлаждаемыхреакторов
работоспособностью графита [Статья] // Известия вузов. Ядерная энергетика. –
2013. – №. 2. – C. 133-142.
13. Лескин С.Т., Шелегов А.С., Слободчук В.И. Физические особенности
и конструкция реактора ВВЭР-1000 [Текст] // учебное пособие. М.: НИЯУ
МИФИ. – 2011. – С.116.
14. Жерин И.И., Амелина Г.Н. Химия тория, урана, плутония [Текст] //
учебное пособие. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета. –
2010. – С.147.
15. Шаманин И.В., Беденко С.В., Годовых А.В. Влияние тонкой
структуры резонансной области поглощения нейтронов ядрамиTh и
232238
U на
эффективность использования ядерного топлива [Статья] // Известия вузов.
Физика. – 2012. – Т. 55 – №. 11/2 – C. 367-372.
16. Шаманин И.В., Беденко С.В., Губайдулин И.М. Внутренний блок-
эффект в уран- и торийсодержащих размножающих системах [Статья] //
Известия вузов. Физика. – 2013. – Т. 56 – №. 11/2. – C. 59-66.
17. Финансовыйменеджмент,ресурсоэффективностьи
ресурсосбережение: учебно-методическое пособие / Н.А. Гаврикова, Л.Р.
Тухватулина, И.Г. Видяев, Г.Н. Серикова, Н.В. Шаповалова; Томский
политехнический университет. − Томск: Изд-во Томского политехнического
университета, 2014. – 73 с.
18. Об основах охраны труда в Российской Федерации: Федеральный
закон от 17 июля 1999 №181 – ФЗ // Российская газ. – 1999.– 4 с.
19. СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. Санитарно-эпидемиологические правила и
нормативы «Гигиенические требования к ПЭВМ и организации работы»
[Текст]. – Москва: Российская газета, 2003. – 3 с.
20. ГОСТ 12.1.038-82. ССБТ. Электробезопасность [Текст]. – Введ. 1983-
01-07. – М.: Издательство стандартов, 1988. – 5 с.
ГОСТ Р12.1.004-91. ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования
[Текст]. – Введ. 1992-07-01. – М.: Издательство стандартов, 1988. – 68 с.