Model vyhořívání jaderného paliva v průběhu palivové kampaně

Abstract

Hlavním cílem této bakalářské práce je tvorba modelu dlouhodobé kinetiky jaderného reaktoru – tedy modelu, který simuluje změny v jaderném palivu uvnitř aktivní zóny za provozu reaktoru. Dlouhodobá kinetika znamená, že jsou sledovány především změny v horizontu celé pětileté palivové kampaně, tedy změny koncentrace izotopů obsažených v původním palivu a vznik nových (se zaměřením na vyšší aktinoidy a plutonium). Tento matematický model je vytvořen v programu MAPLE 14. Výstupy z tohoto modelu jsou přehledným způsobem graficky zpracovány a podrobeny důkladné analýze, aby bylo možno vyvodit ucelené závěry celé problematiky. Práce samozřejmě zahrnuje i veškeré teoretické a informační podklady, přispívající k pochopení všech aspektů řešeného modelu – historický vývoj jaderných reaktorů, jejich základní rozdělení, popis paliva jaderných reaktorů se zaměřením na palivo pro tlakovodní reaktor typu VVER (pro které je model vytvořen), možnosti využití MOX paliva a vybrané pojmy z jaderné fyziky.The main goal of this Bachelor’s thesis is to create a long-term kinetics model of a nuclear reactor – model, which simulates changes in nuclear fuel inside the reactor core during reactor operation. As the term long-term suggests, primarily the changes in whole five-year fuel cycle horizon are studied, which stands for changes in concentration of elements contained within fresh fuel as well as origination of new ones (with special focus on higher actinides and plutonium). This mathematical model is created using the MAPLE 14 software. Outputs from the model are displayed graphically and thoroughly analysed, so that comprehensive conclusions of problems can be made. Furthermore, the thesis contains theoretical and informational background that is necessary for understanding all the aspects of the model – historical development of nuclear reactors, their basic types, nuclear fuel description focusing on fuel for pressurized light-water reactors VVER (for which the model is primarily designed), MOX fuel and possibilities of its utilization, and last but not least – selected topics from nuclear physics.