§ 13. ЗАПУСК И РАБОТА MSBR НА ПЕРВОЙ ТОПЛИВНОЙ ЗАГРУЗКЕ
Параметры MSBR, обсуждаемые в § 12, относятся к равновесному топливному циклу. Однако запуск реактора и его работа на первой топливной загрузке могут происходить и при другом составе и композиции топлива. Можно рассматривать запуск нового реактора на различном топливе, таком, как 235U, 239Рu или 233U. В последнем случае параметры реактора при работе на первой топливной загрузке будут отличаться от параметров равновесного топливного цикла только в результате того, что в новом реакторе продукты деления еще не достигли своих равновесных концентраций. При запуске же реактора на 235U или Рu эти параметры, естественно, будут другими (76].
Запуск нa U.
При запуске MSBR на обогащенном уране (93% U) начальное значение коэффициента конверсии топлива (КК) меньше единицы. Однако вскоре после запуска реактора начинается наработка 235U, и КК увеличивается. Изменение изотопного состава топлива и КК со временем показано на рис. 30. Усредненное по всему времени жизни реактора (30 лег) значение КВ топлива меньше, чем его значение при равновесном топливном цикле примерно на 0,018.
Рассматривается состав топливной соли, такой же, как и при равновесном топливном цикле, за исключением самого делящегося горючего.
Запуск на 239Рu. В соли-носителе топлива, циркулирующей в первом контуре MSBR, может быть растворено при рассматриваемых температурах до 1% PuF3. Такой молярной концентрации Рu более чем достаточно для обеспечения критичности реактора. Запуск MSBR на Рu будем рассматривать с таким изотопным составом, который обычно получается в легководных реакторах (в %): 59,7 239Рu; 24,1 240Рu; 12,2 241Pu и 4,0 242Pu.
Рис. 32. Изменение во времени загрузки плутония G, изотопного состава урана и КК при запуске MSBR на Pu
Рис. 31. Изменение во времени изотопного состава плутония при запуске MSBR на Pu (Gpu — загрузка плутония)
Изотопы Pu очень быстро сгорают в потоке нейтронов. Однако пополнять загрузку плутония необходимо только до тех пор, пока производство 233U не достигнет значения достаточного для самообеспечения реактора. С этого момента концентрация 239Рu, 240Рu и 241Pu начинает быстро уменьшаться, а концентрация 242Рu - меньшего сечения захвата нейтронов убывает медленнее. Этот процесс происходит до тех пор, пока Pu не перестанет давать положительный вклад в реактивность. При достижении этого момента (через четыре года после запуска) Pu выводится из циркулирующей топливной соли, и реактор продолжает работать уже только на 233U. Концентрации 234U, 235U и 236U в это время еще имеют более низкие значения, чем равновесные, и поэтому асимптотическое значение КВ достигается сверху. Эти особенности запуска реактора на Pu проиллюстрированы на рис. 31 и 32.
Усредненное по 30-летнему периоду работы реактора значение КВ меньше равновесного значения на 0,008.
