2.3 Порядок расчета концентраций изотопов, учитываемых при анализе ядерной безопасности, в зависимости от глубины выгорания топлива

Для каждого из слоев ОТВС, предназначенных для загрузки в ВКХ СХОЯТ, проводится расчет изотопного состава соответствующего среднему выгоранию этих слоев.

В процессе выгорания топлива в период облучения в активной зоне и в процессе его хранения в бассейне выдержки, в результате снижения суммарного количества делящихся изотопов, образования актинидов и накопления продуктов деления, снижаются размножающие свойства ядерного топлива.

При анализе ядерной безопасности топливных загрузок ВКХ СХОЯТ с учетом выгорания ОТВС учитываются все изотопы, количество которых может быть определено с достаточной степенью точности, а время жизни значительно превосходит рассматриваемый в обосновании ядерной безопасности промежуток времени.

Состав учитываемых изотопов определяет уровень консерватизма анализа ядерной безопасности топливных загрузок ВКХ СХОЯТ:

• учет снижения суммарного содержания делящихся изотопов в ОТВС, включающий в себя выгорание, наработку делящихся нуклидов и радиоактивный распад (суммарный баланс делящихся изотопов U²³⁵, U²³⁸, Pu²³⁹, Pu²⁴⁰, Pu²⁴¹), без учета актинидов и других поглотителей нейтронов приводит к наибольшему консерватизму в анализе ядерной безопасности топливных загрузок ВКХ СХОЯТ [Б.1];

• учет содержания делящихся изотопов и накопления поглощающих нейтроны актинидов (учет накопления актинидов) уменьшает консерватизм анализа ядерной безопасности;

• учет накопления актинидов и поглощающих нейтроны продуктов деления (учет накопления актинидов и продуктов деления) уменьшает консерватизм анализа ядерной безопасности.

В связи с тем, что в процессе выгорания и хранения ядерного топлива не содержащего интегрированного выгорающего поглотителя, в результате снижения суммарного количества делящихся изотопов, образования актинидов и накопления продуктов деления, снижаются его размножающие свойства, расчет коэффициента размножения на момент загрузки ВКХ является наиболее консервативным для всего периода хранения топлива в СХОЯТ.

При наличии в составе ядерного топлива интегрированных выгорающих поглотителей максимальные размножающие свойства топлива могут не соответствовать исходному изотопному составу, поэтому для учета выгорания ОТВС с интегрированным поглотителем необходимо дополнительно определить изменение размножающих свойств топлива в зависимости от выгорания.

В настоящих методических указаниях рекомендуется использовать первый из перечисленных подходов, как наиболее простой и консервативный, когда при анализе выгорания рассматривается только изменение концентрации делящихся изотопов и последующее ее уменьшение в процессе хранения. Оценка консерватизма, заложенного в этом подходе, приведена в Приложении В.

Для всех ОТВС планируемых к загрузке в МГК должны быть насчитаны концентрации изотопов U²³⁵, U²³⁸, Pu²³⁹, Pu²⁴⁰, Pu²⁴¹, в зависимости от выгорания и приведены в ОАБ СХОЯТ.