Kalkulator burnup paliwa UO₂
Artykuły: Głębokość wypalania paliwa (burnup), Pluton-239: produkcja i właściwości.
Ten kalkulator pokazuje, co dzieje się ze składem paliwa jądrowego podczas pracy w reaktorze. Na początku paliwo zawiera głównie uran, ale w trakcie wypalenia ubywa U-235, powstaje pluton i narastają produkty rozszczepienia. Narzędzie łączy prosty model izotopowy z inwentarzem ORIGEN-lite, aby pokazać aktywność, ciepło rozpadu, dominujące nuklidy i zmianę wektora plutonu po chłodzeniu. Jest to pomost między pojęciem „energia z paliwa” a faktem, że po wyładunku paliwo jest złożoną mieszaniną wielu radioizotopów. Model nie zastępuje pełnego kodu wypaleniowego, bo nie liczy przestrzennego rozkładu strumienia, historii widma ani szczegółowej geometrii pręta paliwowego.
Dane źródłowe i granice precyzji
Burnup, odpady i ciepło powyłączeniowe
| Nuklid | Źródło | Status | Independent | Cumulative | Blok energii |
|---|---|---|---|---|---|
| U-235 | ORIP-TORI | aktywna baza główna | podstawowe ind_yield | 1820 rekordów cum/ind | termiczne + szybkie |
| U-235 | ENDF-B | baza dostępna | Yind(Cs-137)=6.000e-4; rekordy: 2501 | Ycum(Cs-137)=0.0619; rekordy: 2501 | 0.0253 eV |
| U-235 | JEFF | baza dostępna | Yind(Cs-137)=8.372e-4; rekordy: 2090 | Ycum(Cs-137)=0.0628; rekordy: 2090 | 0.0253 eV |
| U-238 | ORIP-TORI | aktywna baza główna | podstawowe ind_yield | 903 rekordów cum/ind | termiczne + szybkie |
| U-238 | ENDF-B | baza dostępna | Yind(Cs-137)=1.121e-4; rekordy: 1733 | Ycum(Cs-137)=0.0605; rekordy: 1733 | 5.000e+5 eV |
| U-238 | JEFF | baza dostępna | Yind(Cs-137)=2.515e-5; rekordy: 1391 | Ycum(Cs-137)=0.06; rekordy: 1391 | 4.000e+5 eV |
| Pu-239 | ORIP-TORI | aktywna baza główna | podstawowe ind_yield | 1911 rekordów cum/ind | termiczne + szybkie |
| Pu-239 | ENDF-B | baza dostępna | Yind(Cs-137)=0.006; rekordy: 3301 | Ycum(Cs-137)=0.0661; rekordy: 3301 | 0.0253 eV |
| Pu-239 | JEFF | baza dostępna | Yind(Cs-137)=0.0048; rekordy: 1495 | Ycum(Cs-137)=0.0668; rekordy: 1495 | 0.0253 eV |
| Pu-241 | ORIP-TORI | aktywna baza główna | podstawowe ind_yield | 1843 rekordów cum/ind | termiczne + szybkie |
| Pu-241 | ENDF-B | baza dostępna | Yind(Cs-137)=9.236e-4; rekordy: 1687 | Ycum(Cs-137)=0.0665; rekordy: 1687 | 0.0253 eV |
| Pu-241 | JEFF | baza dostępna | Yind(Cs-137)=9.234e-4; rekordy: 1407 | Ycum(Cs-137)=0.0669; rekordy: 1407 | 0.0253 eV |
Jak czytać: MT=454 to yieldy niezależne, MT=459 to yieldy kumulacyjne. Komórki pokazują kontrolny yield Cs-137 oraz liczbę rekordów w danej sekcji. Liczniki MT=454 i MT=459 mogą być takie same, bo obie sekcje opisują tę samą siatkę produktów, ale wartości Yind i Ycum są różne.
Audyt modelu: Burnup paliwa UO2
Kalkulator modeluje wypalanie paliwa, narastanie głównych izotopów plutonu, ciepło powyłączeniowe po SCRAM oraz ORIGEN-lite z yieldami rozszczepienia ORIP/TORI, profilami historii mocy, rankingami nuklidów, gamma proxy i częściową dawką gamma.
Najważniejsze uproszczenia
- To model jednopunktowy z efektywnymi przekrojami.
- ORIGEN-lite korzysta z lokalnych yieldów i widm, ale nie zastępuje pełnego ORIGEN-a z bibliotekami przekrojów zależnymi od widma, historii rdzenia i położenia paliwa.
- Dawka gamma jest liczona tylko dla nuklidów ze stałymi Γ; dla pozostałych pokazany jest wskaźnik spektrometryczny aktywność × suma Eγ·Iγ.
- Profil mocy jest dydaktycznym modelem odcinków ON/OFF, nie pełną historią neutronową pręta paliwowego.
Co można liczyć dokładniej
- Dodać formalną radiotoksyczność inhalacyjną i ingestijną z tabelami współczynników dawki.
- Dodać pełne biblioteki przekrojów zależne od widma reaktora i historii paliwa.
- Rozszerzyć dawkę gamma na większą liczbę nuklidów przez zweryfikowane stałe Γ i model geometrii/ekranowania dla zespołu paliwowego.
- Presety paliwa, profile mocy i listy obserwowanych nuklidów są utrzymywane w kodzie, bo są małymi tabelami dydaktycznymi.