فصل دوم: مجتمع سوخت و المانهای سوخت در راکتورهای هسته‎ای.. 28

 

2-1 مقدمه. 29

 

2-2 توصیف مجموعه سوخت… 31

 

2-3 میله سوخت… 33

 

2-4 انتقال حرارت در فضای خالی بین سوخت و غلاف… 35

 

2-5 غلاف… 36

 

2-6 مواد مورد استفاده در راکتور و غلاف راکتور 37

 

2-7 مواد مناسب برای غلاف در راکتور 38

 

2-8 تعریف حالات شکست میله سوخت و محاسبات شکست… 40

 

2-9 پیشینه. 41

 

فصل سوم: روش تحقیق.. 43

 

3-1 تاریخچه MCNP.. 44

 

3-2 واکنش ها و داده های هسته ای.. 44

 

3-3 مشخصات چشمه. 46

 

3-4 تالی و خروجی.. 46

 

3-5 هندسه درMCNP.. 47

 

3-6 پارامترهای مهم MCNP.. 47

 

3-7 صفحات بازتابنده 48

 

3-7-1 صفحات و مرزهای سفید. 48

 

49

 

3-8 چشمه و معیارهای آن.. 49

 

3-9 رسم نمودار  تالی حین اجرای برنامه. 51

 

 فصل چهارم: تجزیه و تحلیل.. 53

 

4-1 مقدمه. 54

 

4-2 شروع شبیه سازی.. 54

 

4-3 نمودارهای شار نوترونی و فوتونی ناشی از میله ی سوخت  بدون ترک… 56

 

4-3-1 تغییرات شار برای ترک به ابعاد ( 1/0 × 8/0 × 1/0 سانتی متر ) 59

 

4-3-2 تغییرات شار برای ترک به ابعاد ( 3/0 × 8/0 × 1/0 سانتی متر ) 61

 

4-3-3 تغییرات شار برای ترک به ابعاد ( 5/0 × 8/0 × 1/0 سانتی متر ) 63

 

4-3-4 تغییرات شار برای ترک به ابعاد ( 7/0 × 8/0 × 1/0 سانتی متر ) 65

 

4-3-5 تغییرات شار برای ترک به ابعاد ( 8/0 × 8/0 × 1/0 سانتی متر ) 67

 

4-3-6 تغییرات شار برای ترک به ابعاد ( 1 × 8/0 × 1/0 سانتی متر ) 69

 

4-4 بحث… 71

 

4-5 توان.. 71

 

4-5-1 جدولها و نمودارهای شار بر حسب انرژی.. 73

 

4-5-2 جدولها و نمودارهای شار بر حسب فاصله. 77

 

4-6 مشاهدات… 83

 

 فصل پنجم : نتیجه گیری… 84

 

5-1 نتیجه گیری.. 85

 

5-2 محدودیت ها 85

 

5-3 پیشنهادات… 85

 

 

منابع.. 86

 

 

 

فهرست جداول

 

عنوان صفحه

 

جدول 3-1) پارامترهای مهم MCNP.. 47

 

جدول 3-2) کارت های چشمه. 50

 

جدول 3-3) ثابت های مورد MCNP4C… 52

 

جدول 4-1) ابعاد قرص سوخت شبیه سازی شده 54

 

جدول 4-5-1-1) شار نوترونی برحسب انرژی فواصل مختلف قرص سوخت بدون ترک فاصله (cm)a. 73

 

جدول 4-5-1-2) شار نوترونی برحسب انرژی فواصل مختلف قرص سوخت با ترک ( a ×8 /0×1/0 ) 74

 

جدول 4-5-1-3) شار فوتونی بر حسب انرژی فواصل مختلف برای قرص سوخت بدون ترک… 75

 

جدول 4-5-1-4) شار فوتونی برحسب انرژی فواصل مختلف قرص سوخت با ترک ( a ×8 /0×1/0 ) 76

 

جدول 4-5-2-1) شار خروجی نوترونی برحسب فاصله با ترک به ابعاد ( a ×8 /0×1/0 ) 77

 

جدول 4-5-2-2) شار خروجی نوترونی برحسب فاصله با ترک در مجتمع سوخت ( a ×8 /0×1/0 ) 78

 

جدول 4 -5-2-3) شار خروجی نوترونی برحسب فاصله در مجتمع سوخت ( a ×8 /0×1/0 ) 79

 

جدول 4 -5-2-4) شار خروجی فوتونی برحسب فاصله با ترک به ابعاد ( a ×8 /0×1/0 ) 80

 

جدول 4 -5-2-5) شار خروجی فوتونی برحسب فاصله در مجتمع سوخت با ترک ( a ×8 /0×1/0 ) 81

 

جدول 4 -5-2-6) شار خروجی فوتونی برحسب فاصله در مجتمع سوخت با ترک ( a ×8 /0×1/0 ) 82

 

فهرست شکل ها

 

عنوان صفحه

 

شکل 1-1) اجزای اصلی یک راکتور هسته ای.. 5

 

شکل 1-2) مقطع قلب راکتور تحت فشار 10

 

شکل 1-3) مولد بخار راکتور آب تحت فشار 11

 

شکل 1-4) دستگاه فشار راکتور تحت فشار 13

 

شکل 1-5) نمایش قسمت های اصلی یک دستگاه تغذیه بخار یک راکتور تحت فشار 14

 

شکل 1-6) یک مجموعه سوخت راکتور تحت راکتور تحت فشار 15

 

شکل 1-7) سطح مقطع یک راکتور آب جوشان؛جریان آب با پیکان‏ها مشخص شده است… 18

 

شکل 1-8) عملکرد راکتور حرارتی گازی.. 19

 

شکل 1-9) راکتور گازی پیشرفته. 21

 

شکل 1-10) نمودار راکتور گازی درجه بالا MW 25

 

شکل 1-11) نمودار دستگاه بخار در یک راکتور اب سنگین 26

 

شکل 2-1) دیاگرام طرح تولید و سیکل تجزیه فعالیت محصولات شکاف در مدار خنک کننده اولیه 30

 

شکل 2-2) طرح یک مجتمع سوخت1000- VVER 33

 

شکل 2-3) حالات شکست و اندازه گیری های شکست توجه آنالیز واکنشی مبنی بر مطالعه SNL 41

 

شکل 3-1) هندسه کد MCNP4.. 47

 

شکل 3-2) تعریف مرزهای سفید. 48

 

شکل 3-3) تعریف مرزهای تناوبی.. 49

 

شکل 3-4) چشمه‏ی نقطه‏ای با انرژی هیستوگرامی.. 51

 

شکل 4-1)  میله سوخت شبیه سازی پژوهش…. 55

 

شکل 4-2) شبیه سازی میله سوخت درون قلب راکتور به کمک کد MCNP.. 56

 

شکل 4-3) نمایی از بالا ی قرص و ترک وارد برآن.. 56

 

فهرست نمودارها

 

عنوان صفحه

 

نمودار4- 1) شار نوترونی قرص سوخت در فاصله 4/0سانتی متری بدون ترک… 57

 

نمودار 4-2) شار نوترونی قرص سوخت در فاصله 5 سانتی متری بدون ترک… 57

 

نمودار4-3) شار فوتونی قرص سوخت در فاصله 4/0 سانتی متری بدون ترک… 58

 

نمودار4-4) شار فوتونی قرص سوخت در فاصله 5 سانتی متری بدون ترک… 58

 

نمودار 4-3-1-1) شار نوترونی قرص سوخت در فاصله 4/0 سانتی متری همراه با ترک… 59

 

نمودار 4-3-1-2) شار نوترونی قرص سوخت در فاصله 5 سانتی متری همراه با ترک… 59

 

نمودار 4-3-1-3) شار فوتونی قرص سوخت در فاصله 4/0 سانتی متری همراه با ترک… 60

 

نمودار 4-3-1-4) شار فوتونی قرص سوخت در فاصله 5  سانتی متری همراه با ترک… 60

 

نمودار 4-3-2-1) شار نوترونی در فاصله 4/0 سانتی متری همراه با  ترک… 61

 

نمودار 4-3-2-2) شار نوترونی در فاصله 5 سانتی متری همراه با  ترک… 61

 

نمودار 4-3-2-3) شار فوتونی در فاصله 4/0 سانتی متری همراه با ترک… 62

 

نمودار 4-3-2-4) شار فوتونی در فاصله 5 سانتی متری همراه با ترک… 62

 

نمودار 4-3-3-1) شار نوترونی در فاصله 4/0 سانتی متری همراه با ترک… 63

 

نمودار 4-3-3-2) شار نوترونی در فاصله 5  سانتی متری همراه با ترک… 63

 

نمودار 4-3-3-3) شار فوتونی در فاصله 4/0  سانتی متری همراه با ترک… 64

 

نمودار 4-3-3-4) شار فوتونی در فاصله 5  سانتی متری همراه با  ترک… 64

 

نمودار 4-3-4-1) شار نوترونی در فاصله 4/0 سانتی متری همراه با  ترک… 65

 

نمودار 4-3-4-2) شار نوترونی در فاصله 5 سانتی متری همراه با ترک… 65

 

نمودار 4-3-4-3) شار فوتونی در فاصله 4/0  سانتی متری همراه با ترک… 66

 

نمودار 4-3-4-4) شار فوتونی در فاصله 5  سانتی متری همراه با ترک… 66

 

نمودار 4-3-5-1) شار نوترونی در فاصله 4/0 سانتی متری همراه با  ترک… 67

 

نمودار 4-3-5-2) شار نوترونی در فاصله 5  سانتی متری همراه با ترک… 67

 

نمودار 4-3-5-3) شار فوتونی در فاصله 0.4  سانتی متری همراه با ترک… 68

 

نمودار 4-3-5-4) شار فوتونی در فاصله 5 سانتی متری همراه با  ترک… 68

 

نمودار 4-3-6-1) شار نوترونی در فاصله 4/0 سانتی متری همراه با ترک… 69

 

نمودار 4-3-6-2) شار نوترونی در فاصله 5 سانتی متری همراه با ترک… 69

 

نمودار 4-3-6-3) شار فوتونی در فاصله 4/0 سانتی متری همراه با ترک… 70

 

نمودار 4-3-6-4) شار فوتونی در فاصله 5  سانتی متری همراه با ترک… 70

 

نمودار 4 -5-1-1) شار نوترونی بر حسب انرژی در فواصل مختلف برای قرص سوخت بدون ترک… 73

 

نمودار 4 -5-1-2) شار نوترونی برحسب انرژی در فواصل مختلف برای قرص سوخت با ترک… 74

 

نمودار 4-5-1-3) شار فوتونی بر حسب انرژی در فواصل مختلف برای قرص سوخت بدون ترک… 75

 

نمودار 4-5-1-4) شار فوتونی بر حسب انرژی فواصل مختلف قرص سوخت با ترک ( a ×8 /0×1/0 ) 76

 

نمودار 4-5-2-1) شار خروجی نوترونی برحسب فاصله با ترک به ابعاد ( a ×8 /0×1/0 ) 77

 

نمودار 4-5-2-2) شار خروجی نوترونی برحسب فاصله با ترک در مجتمع سوخت ( a ×8 /0×1/0 ) 78

 

نمودار 4- 5-2-3) شار خروجی نوترونی برحسب فاصله در مجتمع سوخت به ابعاد ( a ×8 /0×1/0 ) 79

 

نمودار 4-5-2-4) شار خروجی فوتونی برحسب فاصله با ترک به ابعاد ( a ×8 /0×1/0 ) 80

 

نمودار 4-5-2-5) شار خروجی فوتونی برحسب فاصله در مجتمع سوخت با ترک ( a ×8 /0×1/0 ) 81

 

نمودار 4-5-2-6) شار خروجی فوتونی برحسب فاصله در مجتمع سوخت با ترک ( a ×8 /0×1/0 ) 82

 

 

 

چکیده

 

در روند حادثه های شدید (Severe Accident) قرص های سوخت دچار تورم شده و سپس باعث وارد کردن آسیب به غلاف سوخت و در نتیجه شکستگی غلاف می گردد. شکستگی غلاف باعث آسیب به میله ی سوخت مجاور و تغییر شار در ناحیه ی مورد نظر و میگردد.