Walidacja — zapotrzebowanie paliwowe reaktora
el=MW×CF×8760; fuel=thermal/burnup; feed>product; tails=feed-product; burnup↑→fuel↓; uf6>u.
✓
10/10 asercji zdanych
Walidacja: ✓ ZALICZONA
Obliczono: 2026-07-08 02:28:55 UTC · PHP 8.1.2-1ubuntu2.24
Niezmienniki fizyczne
| Stan | Asercja | Wynik | Oczekiwane |
|---|---|---|---|
| ✓ | annual_electric_mwh = netMWe × CF × 8760 h = 1000 × 0.90 × 8760 Podstawa obliczeń paliwowych: ile energii elektrycznej produkuje reaktor rocznie przy CF=90%. |
7 884 000 MWh | 7 884 000 MWh |
| ✓ | fresh_fuel_tu = annual_thermal_MWd / burnup = thermal_mwh/24 / 45000 Paliwo zużyte = energia termiczna / burnup; jednostka: tU = tony uranu; 1 GWe ≈ 20–25 tU/rok dla LWR. |
22,1212 tU | 22,1212 tU |
| ✓ | product_kg_u = fresh_fuel_tu × 1000 (tony → kilogramy) Konwersja: tU × 1000 = kgU; product_kg_u = masa LEU wyprodukowanego przez wzbogacalnię rocznie. |
22 121,2121 kg | 22 121,2121 kg |
| ✓ | feed_kg_u > product_kg_u (wsad > produkt: część U idzie do ogonów) Bilans masowy: feed = product + tails; tails > 0 → feed > product; ogony 0.30% ciągną ok. 40% wsadu. |
feed=221212 kg > product=22121 kg | > |
| ✓ | tails_kg_u = feed_kg_u - product_kg_u (bilans masowy uranu) Zachowanie masy: F = P + W; tails = feed - product; bezwzględna weryfikacja bilansu masowego wzbogacalni. |
199 090,9091 kg | 199 090,9091 kg |
| ✓ | swu > 0 (wzbogacanie wymaga pracy separacyjnej) SWU = P×V(xp) + W×V(xw) - F×V(xf); V(x)=(2x-1)ln(x/(1-x)); zawsze > 0 gdy xp > xf; 1 GWe: ~100 000–150 000 SWU/rok. |
swu = 136416 SWU | > 0 |
| ✓ | fresh_fuel_tu(burnup=60000) < fresh_fuel_tu(burnup=45000): wyższy burnup = mniej paliwa Wyższy burnup = więcej energii z tej samej tony paliwa → mniej ton potrzebne; cel ekonomiczny i paliwowy. |
fuel(60k)=16.59 tU < fuel(45k)=22.12 tU | < |
| ✓ | annual_electric_mwh(CF=90%) > annual_electric_mwh(CF=75%): wyższy CF = więcej energii Czas pracy reaktora: CF=90% → 7884 h/rok; CF=75% → 6570 h/rok; wyższy CF = mniej przestojów = więcej energii. |
el(90%)=7884000 > el(75%)=6570000 MWh | > |
| ✓ | electricity_kwh_for_enrichment = swu × energyKwhSwu (energia na wzbogacanie) Zużycie energii przez wzbogacalnię: SWU × 50 kWh/SWU; wirówki: ~50 kWh/SWU; dyfuzja: ~3000 kWh/SWU. |
6 820 783,5043 kWh | 6 820 783,5043 kWh |
| ✓ | feed_uf6_kg > feed_kg_u (UF6 > U: masa fluoru dodana) Masa molarna: U=238, F₆=6×19=114 → UF6/U = 352/238 ≈ 1.48; kontrakt podpisywany w kg UF6 lub kgU (różne!). |
uf6=327149 kg > u=221212 kg | > |
Porównanie z benchmarkami
Benchmarki pokazują roczną produkcję energii, masę paliwa, bilans wzbogacania i rozróżnienie kgU/kgUF6.
| Benchmark | Wynik modelu | Punkt odniesienia | Błąd | Ocena |
|---|---|---|---|---|
| Energia roczna 1 GWe, CF=90% Punkt startowy bilansu paliwa; błąd tutaj skaluje wszystkie dalsze wyniki. |
7.884e+6 | 1000 MW × 0.90 × 8760 h = 7884000 MWh (analityczne) | +0.0000% | ✓ doskonały (≤5%) |
| Zapotrzebowanie świeżego paliwa (burnup=45 GWd/tU, η=33%) 1 GWe, CF=90%, sprawność 33%, burnup 45 GWd/tU → ~22.1 tU/rok paliwa. |
22,121212 | (el/0.33/24)/45000 = 22.12121 tU/rok (analityczne) | +0.0000% | ✓ doskonały (≤5%) |
| UF6/U stosunek masowy Zewnętrzna weryfikacja z mas atomowych IUPAC; kontrakt paliwowy: kgU ≠ kgUF6. |
1,478893 | M(UF6)/M(U) = (238.02891 + 6×18.99840316) / 238.02891 = 1.478893 [IUPAC 2021] | +0.0000% | ✓ doskonały (≤5%) |
| Bilans masowy: tails = feed − product Weryfikuje implementację bilansu masowego wzbogacalni; błąd tutaj = niezachowanie masy. |
199 090,909091 | feed_kg_u − product_kg_u (zachowanie masy: F = P + W) | +0.0000% | ✓ doskonały (≤5%) |
| Energia wzbogacania = SWU × 50 kWh Zużycie energii przez wzbogacalnię; wirówki ≈ 50 kWh/SWU; dyfuzja ≈ 3000 kWh/SWU. |
6.8208e+6 | SWU × 50 kWh/SWU (wirówki, analityczne) | +0.0000% | ✓ doskonały (≤5%) |
| Burnup 60 GWd/tU → ~25% mniej paliwa niż 45 GWd/tU Wyższy burnup → mniej ton paliwa na rok; weryfikacja monotoniczności i skali. |
16.59 tU (60k) vs 22.12 tU (45k) → 75.0% | ≈ 75% (stosunek 45/60 = 0.75, odwrotna proporcja) | — | Jakościowy ✓ |
Kontekst metodologiczny:
Walidacja łączy trzy poziomy rachunku: energetykę reaktora, roczną masę paliwa oraz cywilny bilans wzbogacania. Dzięki temu użytkownik może zobaczyć, czy wynik ma właściwy rząd wielkości dla bloku 1 GWe, zanim zacznie zmieniać ceny i parametry wzbogacania.
Zakres walidacji
Sprawdzone: el=MW×CF×8760, fuel=thermal/burnup, product=fuel×1000, feed>product, tails=feed-product, swu>0, burnup↑→fuel↓, CF↑→el↑, kwh=swu×50, uf6>u.
Audyt modelu: Paliwo reaktora
Kalkulator łączy roczną produkcję energii reaktora, sprawność i burnup z cywilnym bilansem wzbogacania. Wynik pokazuje świeże paliwo, feed, ogony, UF6, SWU, energię usługi i koszt przed fabrykacją paliwa.
Najważniejsze uproszczenia
- Nie liczy geometrii rdzenia, harmonogramu przeładunków ani kampanii paliwowej konkretnego bloku.
- Nie przelicza liczby wirówek, czasu pracy instalacji, mocy hali ani konfiguracji kaskady.
- Zakres wzbogacenia produktu jest ograniczony do LEU/HALEU poniżej 20% U-235.
Co można liczyć dokładniej
- Dodać osobne presety LWR/SMR/reaktor zaawansowany z jawnie opisanymi źródłami.
- Dodać wariant porównujący koszt wzbogacania z energią wyprodukowaną z paliwa.
- Dodać eksport wyniku do ćwiczeń o cyklu paliwowym.