توصيفگر ها :
راكتور چشمه نوترون مينياتوري MNSR , ضريب راكتيويته دمايي كندكننده , كد MCNP , راكتيويته
چكيده فارسي :
راكتور مينياتوري اصفهان (MNSR) بهعنوان يك راكتور تحقيقاتي كوچك با توان پايين، نقش مهمي در آموزش، تحقيقات هستهاي و توليد راديوايزوتوپها ايفا ميكند. از آنجا كه پايداري عملكرد راكتور و اطمينان از ايمني آن در شرايط مختلف عملياتي حائز اهميت است، شناخت و تخمين دقيق ضريب راكتيويته دمايي بهعنوان يكي از مهمترين پارامترهاي ايمني در طراحي و بهرهبرداري از اين راكتور ضروري است. ضريب راكتيويته دمايي نشاندهنده ميزان تغيير راكتيويته راكتور در اثر تغيير دماي اجزاي مختلف نظير سوخت، خنككننده و مواد ساختاري بوده و مقدار آن معمولاً در راكتورهاي ايمن منفي است و ارزيابي دقيق آن در تحليل هاي ايمني و ديناميكي سيستم ضروري است. در اين پژوهش، با استفاده از داده هاي تجربي و همچنين شبيه¬سازي راكتور به روش مونت كارلو، به تعيين ضريب راكتيويته دمايي كندكننده در راكتور مينياتوري اصفهان پرداخته شده است. در روش تجربي متوسط دماي راكتور تخمين زده شد و با استفاده از تغييرات ميله كنترل كه با آن متناسب است، تغييرات راكتيويته و سپس ضريب راكتيويته دمايي كندكننده به روش تجربي تخمين زده شد. در روش شبيه¬سازي ابتدا مدلسازي كامل هندسه و مواد ساختاري راكتور در كد MCNP صورت گرفت. سپس با شبيهسازي راكتور در دماهاي مختلف كندكننده، اثر تغيير دما بر ضريب تكثير موثر راكتور مورد بررسي قرار گرفت. در ادامه، ضرايب راكتيويته دمايي كندكننده محاسبه شد.نتايج نشان ميدهد كه ضريب راكتيويته دمايي كندكننده راكتور MNSR بهطور مؤثري منفي است. اين ويژگي موجب خودپايداري و ايمني ذاتي راكتور در شرايط افزايش دما و توان ميشود. مقادير حاصل از روش تجربي و شبيه¬سازي مطابقت قابل قبولي دارند. همچنين مقادير محاسبه شده با مقادير موجود در گزارش تحليل ايمني راكتور همخواني مناسبي دارد.
چكيده انگليسي :
The Isfahan Miniature Neutron Source Reactor (MNSR), as a small low-power research reactor, plays an important role in education, nuclear research, and radioisotope production. Since the operational stability and safety assurance of the reactor under various operating conditions are critical, accurate identification and estimation of the temperature reactivity coefficient as one of the most important safety parameters are essential in the design and operation of reactor. The temperature reactivity coefficient represents the amount of change in reactor reactivity due to temperature variations in different components such as fuel, coolant, and structural materials. Its value is generally negative in safe reactors, and precise evaluation of it is necessary for safety and dynamical system analyses.
In this study, using experimental data and reactor simulation via the Monte Carlo method, the temperature reactivity coefficient of the coolant in the Isfahan Miniature Neutron Source Reactor was investigated. In the experimental method, the average reactor temperature was estimated, and using changes in the control rod position, which correlate to it, the reactivity changes and then the coolant temperature reactivity coefficient were estimated experimentally. In the simulation method, a complete geometric and structural material modeling of the reactor was performed using the MCNP code. Then, by simulating the reactor at different coolant temperatures, the effect of temperature variation on the effective multiplication factor of the reactor was examined. Subsequently, the coolant temperature reactivity coefficients were calculated.
The results show that the coolant temperature reactivity coefficient of the MNSR is effectively negative. This characteristic leads to self-stability and inherent safety of the reactor under temperature and power increases. The values obtained from both the experimental and simulation methods show good agreement. Additionally, the calculated values correspond well with those reported in the reactor safety analysis report.