Walidacja — cykl paliwowy
mwh_per_tu=burnup[MWd/tU]×24×η; fuel_tu=energyTWh×10^6/mwh_per_tu; SWU liniowe z masą.
✓
10/10 asercji zdanych
Walidacja: ✓ ZALICZONA
Obliczono: 2026-07-08 02:29:05 UTC · PHP 8.1.2-1ubuntu2.24
Niezmienniki fizyczne
| Stan | Asercja | Wynik | Oczekiwane |
|---|---|---|---|
| ✓ | mwh_per_tu = burnup×24×η = 50000×24×0.33 = 396000 MWh/tU Energia elektryczna z 1 tU: burnup [MWd/tU] × 24 [h/d] × η [el/term]. |
396 000 MWh/tU | 396 000 MWh/tU |
| ✓ | fuel_tu = energyTWh×10^6 / mwh_per_tu Masa paliwa potrzebna do wytworzenia 10 TWh przy burnup=50000 MWd/tU i η=33%. |
25,2525 tU | 25,2525 tU |
| ✓ | fuel_tu > 0 Masa paliwa jest zawsze dodatnia. |
25.25 tU | > 0 |
| ✓ | Wyższy burnup → mniej paliwa: fuel(30)<fuel(50)<fuel(60) odwrócone Wyższy burnup → więcej energii z 1 tU → mniej potrzeba paliwa (monotoniczność). |
21,044 tU < 25,253 tU < 42,088 tU | rosnąca kolejność |
| ✓ | Wyższa sprawność → mniej paliwa: fuel(η=40%)<fuel(η=33%)<fuel(η=25%) η↑ → więcej kWh_el z 1 tU → mniej paliwa potrzebne. |
20,833 tU < 25,253 tU < 33,333 tU | rosnąca kolejność |
| ✓ | balance['SWU'] > 0 Praca separacji SWU > 0 zawsze przy wzbogaceniu > tails. |
SWU=155725.7 | > 0 |
| ✓ | feed_kg > product_kg (bilans masowy: wsad > produkt) F = P + W → feed > product zawsze (ogony zawierają nadmiar uranu). |
feed=252525.3 kg > prod=0.0 kg | feed > product |
| ✓ | fuel_tu skaluje się liniowo z energyTWh (2× energia = 2× paliwo) Model jest liniowy: 2× energii → 2× paliwa (przy stałym burnup i η). |
50,5051 tU | 50,5051 tU |
| ✓ | SWU(5TWh) = 5 × SWU(1TWh) (liniowość SWU) SWU jest liniowe w masie produktu: 5× produkt → 5× SWU. |
77 862,8254 | 77 862,8254 |
| ✓ | SWU rośnie z wzbogaceniem produktu: SWU(8%) > SWU(2%) Wyższe wzbogacenie → większy gradient U-235 → więcej pracy separacji SWU. |
SWU(8%)=330046.3 > SWU(2%)=42212.9 | SWU(8%) > SWU(2%) |
Porównanie z benchmarkami
Benchmarki sprawdzają skalę energetyczną cyklu paliwowego, bilans masy w wzbogacaniu oraz liniowość pracy separacyjnej. Najważniejszy punkt to rozróżnienie `MWd/tU` od `GWd/tU`.
| Benchmark | Wynik modelu | Punkt odniesienia | Błąd | Ocena |
|---|---|---|---|---|
| Energia elektryczna z 1 tU (burnup=50 GWd/tU, η=33%) Kluczowa jednostka cyklu paliwowego; błąd tutaj (np. GWd vs MWd) skaluje wszystkie masy. |
396 000 | 50000 MWd/tU × 24 h/d × 0.33 = 396000 MWh/tU (analityczne) | +0.0000% | ✓ doskonały (≤5%) |
| Masa świeżego paliwa dla 10 TWh Skala cywilna: wykrywa błąd tysiąckrotny w burnup (MWd vs GWd). |
25,252525 | 10×10^6 MWh / 396000 MWh/tU = 25.25253 tU (analityczne) | +0.0000% | ✓ doskonały (≤5%) |
| Liniowość SWU: SWU(5TWh) = 5 × SWU(1TWh) SWU na kg produktu jest stałe przy stałych xP, xF, xW; liniowość weryfikuje implementację. |
77 862,825392 | 5 × SWU(1TWh) = 5 × 15572.5651 = 77862.8254 (analityczne) | +0.0000% | ✓ doskonały (≤5%) |
| Bilans masowy: feed > product F = P + W; F > P zawsze gdy xF > xW (ogony mają mniej U-235 niż zasilanie). |
feed=252.53 tU > product=0.00 tU | feed_kg > product_kg (ogony > 0) | — | Jakościowy ✓ |
Kontekst metodologiczny:
Model jest bilansem otwartego cyklu paliwowego, bez fabrykacji paliwa, strat konwersji i izotopowego inwentarza wypalonego paliwa. Benchmarki potwierdzają poziom mas i SWU dla cywilnego zakresu LEU; nie walidują szczegółowego modelu rdzenia.
Zakres walidacji
Sprawdzone: spójność wzorów mwh_per_tu i fuel_tu, liniowość z energyTWh i SWU, bilans masowy (feed>product), monotoniczność z burnup/η/wzbogaceniem.
Audyt modelu: Bilans cyklu paliwowego
Kalkulator wiąże produkcję energii elektrycznej z masą paliwa, wsadem uranu naturalnego, ogonami i pracą separacyjną.
Najważniejsze uproszczenia
- Model jest bilansem masowym, nie symulatorem fabryki paliwa.
- Nie rozdziela konwersji, rekonwersji, fabrykacji i strat procesowych szczegółowo.
- Odpady są liczone masowo, bez izotopowego inwentarza.
Co można liczyć dokładniej
- Dodać MOX, reprocessing i straty na każdym etapie cyklu.
- Połączyć z inwentarzem odpadów i burnupem.
- Dodać koszty front-end/back-end cyklu paliwowego.