Walidacja — wektor plutonu
Pu-239>50%, Pu-240↑z burnup, Am-241↑z chłodzeniem (T½(Pu-241)=14.33yr).
✓
10/10 asercji zdanych
Walidacja: ✓ ZALICZONA
Obliczono: 2026-07-08 02:28:49 UTC · PHP 8.1.2-1ubuntu2.24
Niezmienniki fizyczne
| Stan | Asercja | Wynik | Oczekiwane |
|---|---|---|---|
| ✓ | total_pu_kg > 0 Reaktor wytwarza pluton: po burnup=45 GWd/tU ~10 kg Pu/tU (typowy LWR). |
9.91 kg/tU | > 0 |
| ✓ | Σ shares(Pu-239,240,241,242) ≈ 1 Udziały izotopów Pu sumują się do 1: Pu-239 dominuje, reszta to "reaktorowy" Pu. |
1 | 1 |
| ✓ | Pu-239 > 50% w plutonie reaktorowym Reaktorowy Pu: Pu-239 dominuje (≥50%); WGPu: >93%. (IAEA Nuclear Security Series Nr 14). |
Pu-239 = 52.9% | > 50% |
| ✓ | Wyższy burnup → więcej Pu-240 (degradacja wektora) Wyższy burnup = dłuższe napromieniowanie = więcej wychwytu neutronów przez Pu-239 → Pu-240. |
Pu-240: 10 GWd/tU→7.7%, 60 GWd/tU→36.7% | Pu-240(60 GWd/tU) > Pu-240(10 GWd/tU) |
| ✓ | Wyższy burnup → mniej Pu-239 Wyższy burnup → transmutacja Pu-239→Pu-240 → gorszy wektor proliferacyjnie. |
Pu-239: 10 GWd/tU→91.9%, 60 GWd/tU→43.9% | Pu-239(60 GWd/tU) < Pu-239(10 GWd/tU) |
| ✓ | t=0: am241_kg ≈ 0 (brak czasu na rozpad Pu-241) T½(Pu-241)=14.33 lat; bez chłodzenia nie zdążył się rozpaść do Am-241. |
0 kg | 0 kg |
| ✓ | am241 rośnie z chłodzeniem: t=0 < t=5yr < t=20yr Pu-241 (T½=14.33yr) rozkłada się do Am-241: im dłuższe chłodzenie, tym więcej Am-241. |
0,000 kg < 0,141 kg < 0,406 kg | rosnąca kolejność |
| ✓ | pu241_after ≤ pu241_initial po chłodzeniu Pu-241 tylko maleje (rozpad β⁻); nie może rosnąć bez produkcji. |
after=0.154 ≤ initial=0.656 kg | pu241_after ≤ pu241_initial |
| ✓ | heat_w > 0 (ciepło z Pu-238, Am-241) Pu-238 i Am-241 wydzielają ciepło (decay heat) — ważne dla projektowania pit. |
18828.4 W | > 0 |
| ✓ | total_pu_kg skaluje się z massTU: 5tU = 5× 1tU Masa Pu jest liniowa w masie paliwa tU: 5× paliwa → 5× plutonu. |
49,5484 kg | 49,5484 kg |
Porównanie z benchmarkami
Benchmarki pokazują masę plutonu per tU, wektor izotopowy, trend burnupu, klasyfikację wg Pu-240 oraz narastanie Am-241 podczas chłodzenia.
| Benchmark | Wynik modelu | Punkt odniesienia | Ocena |
|---|---|---|---|
| Skala całkowitej produkcji plutonu przy 45 GWd/tU Ten benchmark pilnuje jednostki burnupu: 45 GWd/tU musi być podane jako 45000 MWd/tU. |
total Pu = 9.910 kg/tU; total_pu = 0.991% HM | rząd 10 kg Pu/tU dla 45 GWd/tU w uproszczonym modelu wypalenia | ✓ doskonały (≤5%) |
| Udziały izotopowe świeżego plutonu To kontrola składu, nie tylko całkowitej masy plutonu. |
Pu-239 52.9%; Pu-240 35.1%; Pu-241 6.6%; Pu-242 5.4% | udziały sumują się do 100%, Pu-239 pozostaje największy | ✓ doskonały (≤5%) |
| Trend burnupu: pogorszenie wektora Benchmark pokazuje fizyczny trend wychwytu neutronów przez Pu-239 i dalszych transmutacji. |
Pu-240: 10 GWd/tU 7.7%; 60 GWd/tU 36.7% | wyższy burnup zwiększa udział Pu-240 | ✓ doskonały (≤5%) |
| Klasyfikacja wg udziału Pu-240 To punkt odpowiadający tabeli klasyfikacyjnej używanej przez frontend. |
Pu-240 in Pu = 35.1%; klasa: Wypalony reaktorowy (Pu-240 > 19%) | dla około 35% Pu-240: wypalony reaktorowy | ✓ doskonały (≤5%) |
| Narastanie Am-241 z Pu-241 Ten benchmark sprawdza część po wyładunku z reaktora: rozpad beta Pu-241 do Am-241. |
0 lat 0.000 kg; 5 lat 0.141 kg; 20 lat 0.406 kg | Am-241 rośnie w czasie chłodzenia, bo Pu-241 ma T1/2 = 14,33 lat | ✓ doskonały (≤5%) |
| Skalowanie z masą paliwa Model składu jest liczony per tU, a masa wsadu skaluje wynik liniowo. |
1 tU: 9.910 kg Pu; 5 tU: 49.548 kg Pu | 5 tU daje pięciokrotną masę plutonu | ✓ doskonały (≤5%) |
Kontekst metodologiczny:
Kalkulator używa uproszczonego modelu wypalenia, skalibrowanego do rzędów wielkości składu paliwa. Walidacja nie udaje kodu wypaleniowego klasy ORIGEN, ale pilnuje jednostek burnupu, masy plutonu, trendu Pu-240 i rozpadu Pu-241 po wyładunku.
Zakres walidacji
Sprawdzone: Pu-239>50%, Σshares=1, Pu-240↑z burnup, am241=0 przy t=0, am241↑z chłodzeniem, liniowość z masą paliwa.
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: Wektor izotopowy plutonu
Kalkulator pokazuje skład plutonu po wypaleniu paliwa oraz narastanie Am-241 podczas chłodzenia.
Najważniejsze uproszczenia
- Używa jednopunktowego modelu wypalenia.
- Nie liczy przestrzennego profilu w pręcie paliwowym.
- Samonagrzewanie jest zgrubnym przeliczeniem masy plutonu i narosłego Am-241, nie pełnym bilansem mocy rozpadu izotop po izotopie.
Co można liczyć dokładniej
- Dodać Pu-238 oraz mniejsze aktynowce Np/Am/Cm z bilansu wypalonego paliwa.
- Dodać aktywność alfa, gamma i ciepło rozpadu liczone izotop po izotopie.
- Dodać historię mocy, widmo neutronów i presety wektora plutonu jako parametry.