COMPARATIVE NEUTRONIC ANALYSIS OF IRT FUELS

Ramadan M. Kuridan and Ayman M. Dandi



Nuclear Engineering Department,
Al-Fateh University, Tripoli, Libya

الملخص



استخدمت في هذا البحث طريقة مونتي كارلو لأجل مقارنة التحليل النيتروني لثلاثة أنواع من الوقود النووي IRT في أشكال مختلفة من التجميعات بحيث تم حساب عدة عوامل وهي عامل التضاعف الفعَّال ( k ) والمفاعلية الفائضة ومقدار فعالية التحكم وهامش التوقيف ووجدت كما هو مبين بالجدول التالي :

 

IRT-2M

IRT-4M

IRT-MR

k

1.20665

1.21190

1.23271

17.1

17.5

18.9

Total worth

26.81

24.05

21.54

9.7

6.6

2.6



كما تم الحصول على توزيع الفيض النيتروني الحراري والسريع قطريا ورأسياً وأفقياً ويلاحظ النقصان الواضح للفيض الحراري في كل من القلب والبريليوم العاكس حيث توجد أنابيب التشعيع في حالة استخدام الوقود من نوع IRT-4M مما سيؤثر سلبيا في عملية تشعيع العينات ويتطلب رفع القدرة بالمقارنة بالوقود IRT-2M وكذلك تم الحصول على التوزيع الأفقي والرأسي للقدرة في أسخن أنبوب وبالتالي تحديد أسخن نقطة فيها. القدرة المنتجة في أسخن أنابيب هي 0.69 و 0.71و 0.72 ميجا وات على الترتيب. تعتبر هذه النتائج أساسية لإجراء الحسابات الهيدروليكية وحسابات الأمان.


ABSTRACT



The Monte Carlo method is used for the comparison of the neutronic analysis of the IRT fuels. The effective multiplication factor (k), excess reactivity, control worth, and shutdown margin are calculated and are found to be as in the following Table:

 

IRT-2M

IRT-4M

IRT-MR

k

1.20665

1.21190

1.23271

17.1

17.5

18.9

Total worth

26.81

24.05

21.54

9.7

6.6

2.6



Also, the radial, axial, horizontal (cross sectional) thermal and fast flux distributions are obtained. When the IRT-4M fuel is used the thermal flux is reduced significantly in the core and the beryllium reflector where the irradiation channels are located. This will have an adverse effect on the irradiation of samples which may require power increase as compared to the IRT-2M fuel. The power distribution horizontally and axially in the hottest tube and hence the hottest spot are determined. The power produced in the hottest tubes in the three cores are 0.69, 0.71, 0.72 Mega watts respectively. These results are basic for further thermal hydraulic and safety calculations.