Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Vật lý: Nghiên cứu tính toán vật lý, thủy nhiệt và quản lý vùng hoạt để vận hành an toàn và sử dụng hiệu quả Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Vật lý "Nghiên cứu tính toán vật lý, thủy nhiệt và quản lý vùng hoạt để vận hành an toàn và sử dụng hiệu quả Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt" được nghiên cứu với mục tiêu: Tính toán vật lý và thủy nhiệt trong quản lý vùng hoạt và nhiên liệu đối với Lò PƯHNĐL để vận hành an toàn và khai thác hiệu quả. Đặc biệt là việc đánh giá, xác định được các thông số vật lý đặc trưng của vùng hoạt sau các đợt vận hành dài ngày cũng như thay đảo nhiên liệu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Vật lý: Nghiên cứu tính toán vật lý, thủy nhiệt và quản lý vùng hoạt để vận hành an toàn và sử dụng hiệu quả Lò phản ứng hạt nhân Đà LạtBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM ------------------------------------ NGUYỄN KIÊN CƯỜNG NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN VẬT LÝ, THỦY NHIỆT VÀ QUẢN LÝ VÙNG HOẠT ĐỂ VẬN HÀNH AN TOÀN VÀ SỬ DỤNG HIỆU QUẢ LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN ĐÀ LẠT LUẬN ÁN TIẾN SỸ VẬT LÝ HÀ NỘI – 2023BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ1 VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM ------------------------------------ NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN VẬT LÝ, THỦY NHIỆT VÀ QUẢN LÝ VÙNG HOẠT ĐỂ VẬN HÀNH AN TOÀN VÀ SỬ DỤNG HIỆU QUẢ LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN ĐÀ LẠT LUẬN ÁN TIẾN SỸ Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử và hạt nhân Mã số: 9.44.01.06 Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. NGUYỄN NHỊ ĐIỀN HÀ NỘI - 20232 MỤC LỤC MỞ ĐẦULý do chọn đề tài Sau khi thực hiện thành công việc chuyển đổi sang sử dụng nhiên liệuđộ giàu thấp vào tháng 11 năm 2011, các chương trình tính toán xác định cácthông số vật lý, thủy nhiệt cũng như phân tích an toàn chi tiết, tính toán cháynhiên liệu để quản lý vùng hoạt và nhiên liệu rất cần thiết phải được hiệu lựchóa và đưa vào sử dụng. Các chương trình tính toán có vai trò quan trọng trongviệc tính toán thiết kế các thí nghiệm, thay đảo nhiên liệu phục vụ cho vận hànhan toàn và khai thác có hiệu quả Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt (PƯHNĐL). Việc hiệu lực hóa các chương trình tính toán liên quan đến vật lý vàthủy nhiệt được tiến hành và thể hiện chi tiết trong các kết quả của luận án. Cácthông số đặc trưng vật lý, an toàn thủy nhiệt ở trạng thái vận hành ổn định đượcxác định cho vùng hoạt sử dụng 92 bó nhiên liệu (BNL) độ giàu thấp. Các nghiên cứu tính toán phân tích an toàn cho Lò PƯHNĐL trước đâychỉ tập trung chính vào sử dụng mô hình tính toán động học Lò điểm nên khó3phản ảnh việc ảnh hưởng đến không gian, cũng như thay đổi độ phản ứng củathanh điều khiển đưa vào như bù trừ hoặc tự động. Chương trình PARCS cókhả năng tính toán động học 3 chiều, nhiều nhóm năng lượng neutron có kếthợp thủy nhiệt nên được sử dụng trong cả phân tích an toàn. Hằng số nhóm chochương trình PARCS được chuẩn bị từ chương trình Serpent 2 hoặc các chươngtrình tính toán ô mạng khác như PIJ (SRAC) hay GENMAXS. Với cấu trúc hình học phức tạp như Lò PƯHNĐL khi có mặt các kênhngang, cột nhiệt, tính toán cháy nhiên liệu dựa vào các chương trình sử dụngphương pháp Monte Carlo thường cho kết quả hợp lý, tin cậy về thông lượng,tốc độ phản ứng cũng như hệ số nhân hiệu dụng. Kết hợp với module tính toáncháy nhiên liệu có tích hợp tính toán nhiễm độc berily, chương trình MCDL(Monte Carlo Depetion Light water reactor) được phát triển, đáp ứng yêu cầuvề chính xác với sai số 10 -12 đối với nồng độ hạt nhân. Dễ dàng sử dụng với khảnăng thay đổi vị trí thanh điều khiển trong quá trình tính toán cháy, cũng nhưcó báo cáo tổng hợp các vùng và BNL theo bước thời gian tính cháy. Thông qua kết quả nghiên cứu, định hướng nghiên cứu tiếp theo tậptrung vào việc kết hợp tính toán động học 3 chiều cùng với chương trình tínhtoán thủy nhiện mô tả được cả hệ thống như chương trình RELAP5. Từ đó cóthể áp dụng tốt cho phân tích an toàn của Lò PƯHNĐL cũng như Lò phản ứngnghiên cứu mới công suất cao đa mục tiêu trong tương lai.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của nghiên cứuCác kết quả nghiên cứu chính từ luận án đã có những đóng góp như sau: - Tính toán vật lý và thủy nhiệt trong quản lý vùng hoạt và nhiên liệu đối với Lò PƯHNĐL để vận hành an toàn và khai thác hiệu quả. Đặc biệt là việc đánh giá, xác định được các thông số vật lý đặc trưng của vùng hoạt sau các đợt vận hành dài ngày cũng như thay đảo nhiên liệu. - Sử dụng chương trình động học 3 chiều PARCS khảo sát và đánh giá an toàn Lò PƯHNĐL trong tình huống chuyển tiếp và sự cố độ phản ứng. Kết quả nghiên cứu này là tiền đề để tiến hành việc kết hợp với chương trình RELAP5 nhằm có thể có được phân tích an toàn chính4 xác hơn cho Lò PƯHNĐL cũng như Lò nghiên cứu mới trong tương lai. - Xây dựng chương trình tính toán cháy nhiên liệu có ghép nối với tính toán nhiễm độc berily đồng thời có thể cập nhật được chương trình MCNP và thư viện tính toán để áp dụng cho Lò PƯHNĐL trong việc xác định phân bố cháy nhiên liệu ba chiều. Chương trình được sử dụng nhằm mục tiêu chính là quản lý nhiên liệu, tính toán các phương án thay đảo nhiên liệu và áp dụng tốt cho Lò PƯHNĐL cũng như Lò phản ứng có vật liệu berily trong vùng hoạt. Kết hợp với hoạt động của Trung tâm tính toán, các chương trình tínhtoán này được dùng là bộ công cụ chính cho công tác quản lý vùng hoạt vànhiên liệu Lò PƯHNĐL. Ngoài ra, bộ chương trình này sẽ sử dụng trong tínhtoán thiết kế và phân tích an toàn cho Lò nghiên cứu mới công suất cao đa mụctiêu. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới Các chương trình tính toán quản lý vùng hoạt và nhiên liệu xác địnhcác thông số vật lý và an toàn thủy nhiệt đối với các lò phản ứng nghiên cứuluôn được quan tâm do ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình tính toán thiết kếcũng như đảm bảo an toàn trong vận hành, hiệu quả trong khai thác sử dụng.Các chương trình tính toán Vật lý hiện nay phát triển theo xu hướng dùngphương pháp Monte Carlo vì sẽ có kết quả chính xác, hơn nữa tài nguyên máytính hiện này đáp ứng tốt về nhu cầu sử dụng. Tuy nhiên ...