ABSTRACT
As part of the safety requirements of research reactors it is essential to assess the possibility of operating the reactor core under natural convection conditions (without operation of the cooling circuit's pumps) and insure that all operating parameters do not exceed safe limits. This study considers the possibility of operating the Tajoura Nuclear Research Reactor (TNRR) using the new low enrichment fuel under natural cooling regime. The main aim of the present study is to evaluate the longest operation time for different reactor powers ranging from 50 kW up to 1 MW, taking into consideration that the approved criteria for the safe operation of TNRR is for the coolant temperature not to exceed 52oC and the fuel surface temperature not to exceed 102oC, whichever occurs first [1]. The results obtained in this study showed that it is possible to operate the TNRR reactor safely with the new low enrichment fuel under natural cooling conditions at a power of 5 kW for about 47 hours; at a power of 200 kW for about 10.6 hours; However, it can be operated safely only for less than 2 hours at a power of 1 MW. The results also indicated that, from the thermal hydraulics point of view, it is safer to operate the reactor with the new low enrichment fuel compared to operating it with the old high enrichment fuel.
الملخص
تقييم متطلبات الأمان بمفاعلات الأبحاث النووية ضرورية لتشغيلها عند مستوى قدرات معينة بصورة آمنة تحت ظروف التبريد الطبيعي في حالة توقف دوائر التبريد والتأكد من عدم تجاوز ظروف التشغيل للقيم الآمنة. يتناول هذا البحت دراسة إمكانية تشغيل مفاعل بحوث تاجوراء النووي باستخدام الوقود الجديد منخفض التخصيب تحت ظروف التبريد الطبيعي وبهدف إلي تحديد أقصى زمن تشغيل للمفاعل في مدى قدرات يتراوح من 50 كيلو وات إلى 1 ميجاوات، مع الأخذ في الاعتبار أن معيار الأمان المعتمد لمفاعل تاجوراء هو عدم تجاوز درجة حرارة المبرد 52م° وعدم تجاوز درجة حرارة سطح الوقود 102م° أيهما يحدث أولا )1]. بينت نتائج هذا البحث أنه بالإمكان تشغيل مفاعل تاجوراء البحثي، باستخدام الوقود الجديد منخفض التخصيب، تحت ظروف التبريد الطبيعي بصورة آمنة بقدرة 50 كيلو وات لفترة زمنية قدرها حوالي 47 ساعة؛ وبقدرة 200 كيلو وات لفترة زمنية تبلغ حوالي 10.6 ساعة؛ بينما يمكن تشغيل المفاعل بقدرة 1 ميجاوات لفترة زمنية أقل من ساعتين. كما بينت النتائج أن تشغيل المفاعل باستخدام الوقود الجديد منخفض التخصيب أكثر أمانا، من الناحية الهيدروحرارية، من تشغيله باستخدام الوقود القديم مرتفع التخصيب.
