Xác định độ phản ứng của các thanh điều khiển lò phản ứng hạt nhân đà lạt Xác định độ phản ứng của các thanh điều khiển lò phản ứng hạt nhân đà lạt Xác định độ phản ứng của các thanh điều khiển lò phản ứng hạt nhân đà lạt Xác định độ phản ứng của các thanh điều khiển lò phản ứng hạt nhân đà lạt Xác định độ phản ứng của các thanh điều khiển lò phản ứng hạt nhân đà lạt Xác định độ phản ứng của các thanh điều khiển lò phản ứng hạt nhân đà lạt Xác định độ phản ứng của các thanh điều khiển lò phản ứng hạt nhân đà lạt Xác định độ phản ứng của các thanh điều khiển lò phản ứng hạt nhân đà lạt Xác định độ phản ứng của các thanh điều khiển lò phản ứng hạt nhân đà lạt Xác định độ phản ứng của các thanh điều khiển lò phản ứng hạt nhân đà lạt Xác định độ phản ứng của các thanh điều khiển lò phản ứng hạt nhân đà lạt Xác định độ phản ứng của các thanh điều khiển lò phản ứng hạt nhân đà lạt Xác định độ phản ứng của các thanh điều khiển lò phản ứng hạt nhân đà lạt Xác định độ phản ứng của các thanh điều khiển lò phản ứng hạt nhân đà lạt Xác định độ phản ứng của các thanh điều khiển lò phản ứng hạt nhân đà lạt Xác định độ phản ứng của các thanh điều khiển lò phản ứng hạt nhân đà lạt Xác định độ phản ứng của các thanh điều khiển lò phản ứng hạt nhân đà lạt Xác định độ phản ứng của các thanh điều khiển lò phản ứng hạt nhân đà lạt Xác định độ phản ứng của các thanh điều khiển lò phản ứng hạt nhân đà lạt Xác định độ phản ứng của các thanh điều khiển lò phản ứng hạt nhân đà lạt Xác định độ phản ứng của các thanh điều khiển lò phản ứng hạt nhân đà lạt Xác định độ phản ứng của các thanh điều khiển lò phản ứng hạt nhân đà lạt Xác định độ phản ứng của các thanh điều khiển lò phản ứng hạt nhân đà lạt Xác định độ phản ứng của các thanh điều khiển lò phản ứng hạt nhân đà lạt Xác định độ phản ứng của các thanh điều khiển lò phản ứng hạt nhân đà lạt V
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ – VẬT LÝ KỸ THUẬT NGÀNH KỸ THUẬT HẠT NHÂN - KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: XÁC ĐỊNH ĐỘ PHẢN ỨNG CỦA CÁC THANH ĐIỀU KHIỂN LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN ĐÀ LẠT SVTH: PHẠM MINH TUẤN ANH CBHD: ThS PHẠM QUANG HUY CBPB: ThS NGUYỄN DUY THÔNG TP Hồ Chí Minh, 2016 MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN i DANH MỤC HÌNH VẼ ii DANH MỤC BẢNG iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN ĐÀ LẠT 1.1 Mô tả tổng quát 1.2 Cấu trúc lò phản ứng 1.2.1 Cấu trúc che chắn lò phản ứng 1.2.2 Thùng lò phản ứng .8 1.2.3 Bố trí vùng hoạt lò phản ứng .8 1.3 Hệ thống kiểm tra độ phản ứng .11 1.3.1 Các đầu dò neutron 11 1.3.2 Các điều khiển hấp thụ .14 1.3.3 Các động điều khiển 14 CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP HIỆU CHUẨN THANH ĐIỀU KHIỂN 16 2.1 Cơ sở lý thuyết 16 2.1.1 Neutron lò phản ứng 16 2.2.2 Lò phản ứng khơng có neutron trễ .16 2.2.3 Lò phản ứng có neutron trễ 17 2.2.4 Phương trình độ phản ứng 18 2.2 Các phương pháp hiệu chuẩn điều khiển .20 2.2.1 Phương pháp chu kỳ tiệm cận 20 2.2.2 Phương pháp tới hạn 22 2.2.3 Phương pháp bù trừ 23 2.2.4 Phương pháp thả rơi 23 2.3 Các bước tiến hành thực nghiệm 25 2.3.1 Đo ĐTTP tự động phương pháp chu kỳ tiệm cận 25 2.3.2 Đo ĐTTP bù trừ phương pháp tới hạn 26 2.3.3 Đo ĐTTP bù trừ phương pháp bù trừ 26 2.3.4 Đo độ phản ứng bù trừ phương pháp thả rơi 26 CHƯƠNG 3: SỬ DỤNG CHƯƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG MCNP TRONG TÍNH TỐN ĐỘ PHẢN ỨNG CỦA LỊ ĐÀ LẠT 27 3.1 Giới thiệu phương pháp Monte Carlo chương trình MCNP 27 3.2 Cấu trúc chương trình MCNP 27 3.3 Input chương trình MCNP 29 3.3.1 Cấu trúc file input 29 3.3.2 Các phần lệnh chủ yếu file input 30 3.4 Sử dụng chương trình MCNP cho tính tốn tới hạn lò phản ứng Đà Lạt 31 3.4.1 Mơ hình tính tốn MCNP 31 3.4.2 Tính tốn tới hạn 34 3.4.3 Thực mô 35 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37 4.1 Thanh điều khiển tự động 37 4.1.1 Kết đo phương pháp chu kỳ tiệm cận 37 4.1.2 Kết mơ sử dụng chương trình MCNP 39 4.2 Thanh điều khiển bù trừ 41 4.2.1 Kết thực nghiệm đo phương pháp bù trừ cho bù trừ .41 4.2.2 Kết thực nghiệm đo phương pháp tới hạn bù trừ 44 4.2.3 Kết thực nghiệm đo phương pháp thả rơi thanh bù trừ 45 4.2.4 Kết mô MCNP cho bù trừ 46 4.2.5 So sánh kết thu từ phương pháp thực nghiệm mô cho bù trừ .47 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 LỜI CÁM ƠN Trong trình thực khóa luận tốt nghiệp này, em nhận nhiều hỗ trợ từ thầy cô, anh chị, bạn bè Bộ môn Vật lý hạt nhân- Kỹ thuật hạt nhân giúp đỡ tận tình chú, thầy cô anh chị Trung tâm đào tạo, Trung tâm lò phản ứng, Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: Thầy Huỳnh Tơn Nghiêm, Thầy Nguyễn Minh Tuân, Thầy Lê Vĩnh Vinh có định hướng, giải đáp thắc mắc tạo điều kiện thuận lợi trình tiến hành thực khóa luận Thầy Nguyễn Kiên Cường, người giúp đỡ em tìm hiểu thực tính tốn phần mơ MCNP cho khóa luận Anh Phạm Quang Huy, người hướng dẫn trực tiếp, quan tâm giúp đỡ tận tình, truyền đạt kinh nghiệm quý báo thiếu sót để khóa luận trở nên hồn chỉnh, xác đầy đủ ThS Nguyễn Duy Thông dành nhiều thời gian đọc khóa luận có góp ý chân thành để khóa luận hồn thiện Bạn bè gia đình ln bên cạnh quan tâm, động viên tạo điều kiện tốt cho em hoàn thành khóa luận Sau cùng, dù cố gắng chỉnh sửa khóa luận cách hồn thiện chắn khơng tránh khỏi thiếu sót nên em mong nhận đóng góp ý kiến từ quý anh chị, thầy cô Em chân thành cảm ơn! Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2016 Sinh viên Phạm Minh Tuấn Anh i DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Mặt cắt đứng lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt Hình 1.2 Mặt cắt ngang lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt Hình 1.3 Cấu hình vùng hoạt làm việc với 92 bó nhiên liệu độ giàu thấp 10 Hình 1.4 Vị trí khối detector lò 12 Hình 1.5 Bố trí kênh đo độc lập lò phản ứng 13 Hình 1.6 Cấu hình kênh đo độc lập 13 Hình 3.1 Mặt cắt ngang vùng hoạt lò mơ MCNP 35 Hình 4.1 Đường đặc trưng tích phân tự động so với năm 2011 38 Hình 4.2 Đường đặc trưng tích phân tự động thực nghiệm mô 40 Hình 4.3 Đường đặc trưng tích phân bù trừ .43 Hình 4.4 Đồ thị số đếm theo thời gian từ detector-2 kênh độc lập .45 Hình 4.5 So sánh kết thực nghiệm tính tốn đường đặc trưng tích phân bù trừ .47 ii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các thơng tin chung Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt Bảng 2.1 Các nhóm tiền tố neutron trễ với phân hạch neutron nhiệt 235U 17 Bảng 2.2 Các tham số neutron trễ neutron tức thời cho lò Đà Lạt 21 Bảng 3.1 Thành phần vật liệu lò Đà Lạt sử dụng tính tốn MCNP 33 Bảng 4.1 Bảng chu kỳ lò phản ứng ứng với vị trí rút tự động 37 Bảng 4.2 Giá trị độ phản ứng vị trí tự động 37 Bảng 4.3 Kết mô MCNP tự động 39 Bảng 4.4 Sự thay đổi vị trí tự động ứng với đoạn rút lên bù trừ 41 Bảng 4.5 Giá trị độ phản ứng vị trí bù trừ đo phương pháp bù trừ 42 Bảng 4.6 Giá trị độ phản ứng bù trừ đo phương pháp tới hạn 44 Bảng 4.7 Kết mô MCNP bù trừ 46 Bảng 4.8 Kết đo độ phản ứng bù trừ đo phương pháp thả rơi 45 Bảng 4.9 Bảng so sánh độ phản ứng tổng bù trừ qua phương pháp thực nghiệm mô 47 iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt AT An tồn BT Bù trừ ĐTTP Đặc trưng tích phân FP Full Power Công suất danh định HEU Highly Enriched Uranium Nhiên liệu độ làm giàu cao LEU Low Enriched Uranium Nhiên liệu độ làm giàu thấp LPỨ MCNP Lò phản ứng Monte Carlo N-Particle Chương trình mơ MCNP TĐ Tự động TĐK Thanh điều khiển iv MỞ ĐẦU Độ phản ứng lò phản ứng (LPỨ) thay đổi suốt q trình lò hoạt động ngun nhân khác như: nhiệt độ thay đổi, nhiễm độc Xenon, cháy nhiên liệu,… Việc xác định độ phản ứng dự trữ độ phản ứng dừng lò yêu cầu nghiêm ngặt vận hành an tồn LPỨ Do đó, việc hiệu chuẩn điều khiển (TĐK) vùng hoạt thực nghiệm sau tiến hành thiết lập cấu hình vùng hoạt Đặc trưng tích phân (ĐTTP) TĐK đóng vai trò quan trọng việc quản lý vận hành an toàn LPỨ Dựa vào đường cong ĐTTP TĐK xác định thông số độ sâu tới hạn, độ phản ứng dự trữ, hệ số nhiệt độ, hệ số công suất độ phản ứng, độ nhiễm độc Xenon, tiêu hao độ phản ứng cháy nhiên liệu,… Do đó, số liệu hiệu chuẩn TĐK vô quan trọng nhân viên điều khiển LPỨ giúp nhân viên điều khiển đánh giá thay đổi độ phản ứng thông qua dịch chuyển TĐK nhờ vận hành LPỨ cách an tồn Trong trình hoạt động LPỨ, độ hiệu dụng TĐK thay đổi dần nhiều hiệu ứng vật lý xảy đặc biệt thực thao tác thay đổi cấu hình vùng hoạt Do việc xác định độ phản ứng tổng ĐTTP TĐK cần thiết thực định kỳ, đặc biệt sau lần thay đổi cấu hình vùng hoạt Mục đích khóa luận xác định độ phản ứng tổng ĐTTP TĐK phương pháp khác từ đánh giá tương quan hiệu phương pháp Sau sử dụng chương trình tính tốn mơ MCNP để kiểm tra so sánh với kết thực nghiệm Các phương pháp sử dụng để xác định ĐTTP TĐK khóa luận là: - Phương pháp chu kỳ nhân đôi - Phương pháp tới hạn - Phương pháp bù trừ - Phương pháp thả rơi Khóa luận gồm chương với nội dung sau: Chương 1: Giới thiệu tổng quát lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt Chương 2: Cơ sở lý thuyết phương pháp hiệu chuẩn điều khiển Chương 3: Sử dụng chương trình mơ MCNP để tính tốn độ phản ứng cho lò Đà Lạt Chương 4: Kết mô thực nghiệm Thảo luận kết đạt CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN ĐÀ LẠT 1.1 Mơ tả tổng qt Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt nâng cấp từ Lò TRIGA Mark II công suất 250 kW Mỹ, loại lò bể bơi có cơng suất danh định 500 kW làm mát làm chậm neutron nước nhẹ Sau nâng cấp, lò đạt tới hạn lần đầu vào ngày 01/11/1983 Lò đưa vào vận hành thức vào tháng 3/1984 với mục đích sản xuất đồng vị phóng xạ, phân tích kích hoạt neutron, nghiên cứu nghiên cứu ứng dụng, đào tạo cán hạt nhân [1] Bảng 1.1 Các thơng tin chung Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt [1] Thơng số Mơ tả Lò phản ứng Loại bể bơi Công suất danh định 500 kW Thông lượng neutron (nhiệt, cực đại) 21013 neutron/cm2.s Nhiên liệu Loại VVR-M2 , dạng ống Loại nhiên liệu HEU Hợp kim Al-U, độ giàu 36% Loại nhiên liệu LEU Hỗn hợp UO2-Al, độ giàu 19,75% Vỏ bọc nhiên liệu Hợp kim nhôm Chất làm chậm Nước nhẹ Chất phản xạ Graphite, beryllium nước nhẹ Chất làm mát Nước nhẹ Cơ chế làm mát vùng hoạt Đối lưu tự nhiên Cơ chế tải nhiệt Hai hệ thống nước làm mát Vật liệu che chắn Bê tông, nước nắp thép khơng gỉ Các điều khiển an tồn, bù trừ tự động Vật liệu bù trừ an toàn B4C Vật liệu điều chỉnh tự động Thép không gỉ CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Thanh điều khiển tự động 4.1.1 Kết đo phương pháp chu kỳ tiệm cận Các kết đo chu kỳ lò phản ứng giá trị độ phản ứng tương ứng với vị trí rút trình bày Bảng 4.1 Bảng 4.2 Hình 4.1 trình bày kết so sánh đường đặc trưng tích phân điều khiển tự động năm 2011 (bắt đầu thiết lập cấu hình vùng hoạt làm việc lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt với 92 bó nhiên liệu độ giàu thấp) kết đo thực nghiệm khóa luận (năm 2016) Bảng 4.1 Bảng chu kỳ lò phản ứng ứng với vị trí rút Vị trí Chu kỳ nhân đôi Chu kỳ tiệm cận (mm) (giây) (giây) 650-470 57 82 520-424 49 71 470-382 45 65 424-352 66 95 382-298 48 69 352-265 54 78 298-201 65 94 265-96 58 84 201-0 108 156 Bảng 4.2 Giá trị độ phản ứng vị trí tự động Vị trí tự động Độ phản ứng ρ (mm) ($) 650 0,480 37 570 0,465 520 0,416 470 0,380 424 0,305 382 0,261 352 0,216 298 0,148 265 0,113 201 0,059 96 0,015 0 Hình 4.1 Đường đặc trưng tích phân tự động so với năm 2011 38 Từ Hình 4.1 nhận thấy đường đặc trưng tích phân điều khiển tự động khơng có khác biệt so với năm 2011 Có thể giải thích độ hiệu dụng tự động thay đổi phụ thuộc vào độ cháy bó nhiên liệu xung quanh Độ cháy nhiên liệu lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt tính đến thời điểm thấp, trung bình khoảng - 4% theo tính tốn mơ phỏng, ảnh hưởng độ cháy bó nhiên liệu xung quanh đến độ hiệu dụng tự động nhỏ 4.1.2 Kết mô sử dụng chương trình MCNP Kết tính tốn sử dụng chương trình MCNP cho giá trị độ phản ứng tự động theo vị trí tương ứng vùng hoạt cho Bảng 4.3 Hình 4.2 trình bày kết so sánh đường đặc trưng tích phân tự động tính tốn thực nghiệm Bảng 4.3 Kết mô MCNP tự động Vị trí Độ phản ứng keff Sai số 650 0,9998 0,0001 0,527 500 1,0005 0,0001 0,431 400 1,0012 0,0001 0,332 300 1,0021 0,0001 0,213 200 1,0029 0,0001 0,106 100 1,0035 0,0001 0,027 1,0037 0,0001 (mm) 39 ($) Hình 4.2 Đường đặc trưng tích phân tự động thực nghiệm mô Từ kết thực nghiệm trình bày từ Hình 4.2 nhận thấy vùng hiệu dụng tốt điều khiển tự động nằm khoảng 250 – 420 mm, độ phản ứng lúc gần tăng tuyến tính Việc chọn vị trí điều khiển vùng hiệu dụng tuyến tính có ý nghĩa quan trọng vận hành lò phản ứng Kết tính tốn mô cho thấy độ phản ứng tổng tự động 0,52$, cao khoảng 6% so với thực nghiệm (0,48$) Giá trị độ phản ứng theo vị trí hay độ dốc đường ĐTTP tự động có khác biệt đáng kể tính tốn mơ thực nghiệm Sự khác biệt chủ yếu tính tốn mơ khơng thể tính xác hiệu ứng vật lý ảnh hưởng đến độ hiệu dụng điều khiển độ lệch phân bố thông lượng vùng hoạt, Ngoài ra, 40 hạn chế thời gian nên điểm tính tốn mơ so với thực nghiệm, ảnh hưởng đến độ xác đường cong khớp số liệu tính tốn 4.2 Thanh điều khiển bù trừ 4.2.1 Kết thực nghiệm đo phương pháp bù trừ cho bù trừ Kết thực nghiệm đo độ hiệu dụng đường cong đặc trưng tích phân bù trừ phương pháp đo bù trừ cho Bảng 4.4, Bảng 4.5 Hình 4.3 Bảng 4.4 Sự thay đổi vị trí tự động ứng với đoạn rút lên BT BT1 TĐ BT2 TĐ BT3 TĐ BT4 TĐ (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) 650-532 213-403 650-514 193-397 597-480 212-398 580-470 201-402 532-488 211-401 514-465 190-401 480-430 198-391 470-423 214-399 488-454 216-394 465-429 198-402 430-391 207-397 423-383 197-397 454-425 205-394 429-398 202-401 391-357 216-400 383-347 217-398 425-395 201-402 398-368 197-403 357-325 200-404 347-311 208-399 395-363 205-407 368-340 195-394 325-292 204-398 311-273 196-398 363-330 195-406 340-310 195-399 292-258 210-395 273-232 207-398 330-297 212-399 310-281 201-398 258-222 203-392 232-184 195-401 297-260 198-395 281-249 205-400 222-182 212-398 184-120 202-401 260-211 210-404 249-211 200-403 182-132 207-396 120-0 199-355 211-140 202-401 211-168 203-394 132-65 215-373 140-0 198-337 168-99 205-395 65-0 211-391 99-0 207-319 41 Bảng 4.5 Giá trị độ phản ứng vị trí bù trừ Thanh BT1 Vị trí (mm) Độ phản ứng ($) Thanh BT2 Vị trí (mm) Thanh BT3 Độ Vị trí phản ứng ($) (mm) Độ phản ứng ($) Thanh BT4 Vị trí (mm) Độ phản ứng ($) 650 2,551 650 2,816 650 2,399 650 2,141 580 2,502 514 2,592 480 2,187 470 1,916 532 2,333 465 2,360 430 1,974 423 1,703 488 2,115 429 2,129 391 1,759 383 1,482 454 1,911 398 1,897 357 1,547 347 1,273 425 1,709 368 1,667 325 1,318 311 1,056 395 1,483 340 1,448 292 1,100 273 0,833 363 1,254 310 1,223 258 0,890 232 0,616 330 1,019 281 0,995 222 0,679 184 0,388 297 0,805 249 0,775 182 0,467 120 0,164 260 0,587 211 0,540 132 0,253 0 211 0,365 168 0,326 65 0,076 140 0,141 99 0,113 0 80 0,057 0 0 42 Hình 4.3 Đường đặc trưng tích phân bù trừ Đường cong tích phân điều khiển hấp thụ gần có dạng đường biểu diễn Dựa vào đường cong tích phân điều khiển suy giá trị độ phản ứng vị trí cần quan tâm Giá trị hiệu dụng bù trừ không giống chúng giống mặt vật liệu hình dạng đặt vị trí đối xứng vùng hoạt Giá trị hiệu dụng bù trừ tăng theo thứ tự BT4 < BT3 < BT1 < BT2 Điều giải thích độ hiệu dụng điều khiển phụ thuộc vào phân bố thơng lượng neutron vị trí xung quanh điều khiển Phân bố thông lượng neutron vùng hoạt làm việc lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt bị lệch lớn theo hướng Bắc Nam Thơng lượng phía Nam vùng hoạt (ơ 12-1 12-7) nhỏ phía Bắc (ơ 2-1 2-7) khoảng 28% nạp cấu hình làm việc lò [1] Lý tượng phân bố thông lượng neutron vùng hoạt bị 43 lệch theo hướng Bắc Nam phần lớn khác biệt cấu trúc vành phản xạ cấu kiện xung quanh vùng hoạt 4.2.2 Kết thực nghiệm đo phương pháp tới hạn bù trừ Kết thực nghiệm đo độ hiệu dụng đường cong đặc trưng tích phân bù trừ phương pháp đo tới hạn cho Bảng 4.6 Hình 4.4 Bảng 4.6 Giá trị độ phản ứng bù trừ Vị trí Độ phản ứng (mm) ($) 650 2,892 500 2,538 450 2,244 400 1,853 350 1,441 300 1,029 250 0,673 200 0,379 150 0,215 100 0,099 50 0,022 0 44 4.2.3 Kết thực nghiệm đo phương pháp thả rơi thanh bù trừ Hình 4.4 trình bày số liệu thu nhận kênh đo hệ đo độc lập sử dụng phương pháp rơi Kết thực nghiệm đo độ hiệu dụng tổng bù trừ phương pháp rơi cho Bảng 4.7 Hình 4.4 Đồ thị số đếm theo thời gian từ detector-2 kênh độc lập Bảng 4.7 Kết đo độ phản ứng bù trừ sử dụng phương pháp thả rơi N1 N2 Độ phản ứng ($) 901 219 3,114 45 4.2.4 Kết mô MCNP cho bù trừ Bảng 4.8 trình bày số liệu tính tốn mơ MCNP cho giá trị độ phản ứng theo vị trí vùng hoạt bù trừ Bảng 4.8 Kết mô bù trừ Vị trí Độ phản ứng keff Sai số 650 0,9916 0,0001 3,269 600 0,9918 0,0001 3,249 550 0,9927 0,0001 3,125 500 0,9944 0,0001 2,897 450 0,9969 0,0001 2,559 400 1,0001 0,0001 2,122 350 1,0032 0,0001 1,716 300 1,0063 0,0001 1,301 250 1,0093 0,0001 0,905 200 1,0116 0,0001 0,600 150 1,0135 0,0001 0,358 100 1,0149 0,0001 0,177 50 1,0157 0,0001 0,069 1,0162 0,0001 (mm) 46 ($) 4.2.5 So sánh kết thu từ phương pháp tới hạn, phương pháp bù trừ mơ bù trừ Hình 4.5 So sánh kết thực nghiệm tính tốn đường đặc trưng tích phân bù trừ Bảng 4.9 Bảng so sánh độ phản ứng tổng bù trừ qua phương pháp thực nghiệm mô Phương pháp Phương pháp Phương pháp bù trừ tới hạn rơi 2,551 2,918 3,114 47 Mô 3,269 Kết so sánh phương pháp thực nghiệm áp dụng để đo độ hiệu dụng bù trừ cho thấy có khác lớn Hình 4.4 Bảng 4.9 Kết đo giá trị hiệu dụng tổng bù trừ phương pháp bù trừ nhỏ phương pháp tới hạn phương pháp rơi 12,5% 18% Các kết so sánh tính tốn mơ thực nghiệm đo độ hiệu dụng bù trừ cho thấy có sai lệch lớn Kết tính tốn mơ sai lệch khoảng 22% so với thực nghiệm đo độ hiệu dụng bù trừ phương pháp bù trừ, lớn phương pháp đo áp dụng khóa luận Điều đóng góp lớn hiệu ứng giao thoa theo vị trí điều khiển Ngoài ra, phép đo thực thông qua giá trị bù trừ từ độ hiệu dụng tự động nên kết đo ảnh hưởng đến sai số đo độ hiệu dụng tự động Kết đo độ hiệu dụng đường ĐTTP bù trừ phương pháp tới hạn cho kết gần với kết tính tốn mơ Điều giải thích phép đo thực lò phản ứng mức công suất thấp, sâu tới hạn (10-5% FP) nên loại trừ đóng góp hiệu ứng nhiệt độ Ngồi ra, mức cơng suất khoảng 10-5% FP nguồn photo neutron từ phản ứng (γ,n) tia gamma từ sản phẩm phân hạch với beryllium có vùng hoạt đóng góp vào số đếm tổng thu nhận từ kênh đo neutron, kết đo cao đóng góp nguồn photo neutron Ở mức cơng suất cao hiệu ứng bỏ qua số neutron sinh nguồn photo neutron nhỏ nhiều lần so với neutron sinh phân hạch Kết tính tốn mơ cho thấy độ phản ứng tổng giá trị độ phản ứng tương ứng với vị trí rút bù trừ cao so với kết thu từ phương pháp thực nghiệm Sự khác biệt chủ yếu tính tốn mơ khơng thể tính xác ngun nhân vật lý ảnh hưởng đến độ hiệu dụng điều khiển 48 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Khóa luận thực công việc sau: - Xác định độ phản ứng tổng ρ = 0.48 ($) đường đặc trưng tích phân điều khiển tự động lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt tính tới thời điểm phương pháp chu kỳ tiệm cận Độ phản ứng tổng thấp 6% so với kết mô chương trình MCNP - Xác định độ phản ứng tổng đường đặc trưng tích phân điều khiển bù trừ phương pháp bù trừ Giá trị hiệu dụng tăng theo thứ tự BT4 < BT3 < BT1 < BT2 - So sánh độ phản ứng tổng điều khiển bù trừ phương pháp thực nghiệm mô chương trình MCNP Trong kết đo phương pháp bù trừ thấp thấp phương pháp tới hạn, phương pháp rơi mô MCNP 12,5%, 18% 22% - Các kết có từ khóa luận quan trọng lập thành bảng tra cứu độ phản ứng điều khiển giúp nhân viên điều khiển đánh giá thay đổi độ phản ứng thông qua dịch chuyển điều khiển vận hành lò phản ứng cách an tồn 49 Kiến nghị Trong khn khổ hạn chế thời gian khóa luận, thực nghiệm phụ thuộc vào kế hoạch hoạt động lò phản ứng nên hiệu ứng ảnh hưởng đến kết thực nghiệm chưa đánh giá khảo sát hết Do đó, tác giả kiến nghị hướng nghiên cứu sau: - Kiểm tra so sánh độ xác phương pháp đo tới hạn với tính tốn mơ cho tồn bù trừ lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt - Đo độ phản ứng tổng an toàn bù trừ lại phương pháp thả rơi kết hợp so sánh với tính tốn mơ MCNP - Khảo sát ảnh hưởng hiệu ứng giao thoa điều khiển vùng đặc trưng tuyến tính thu nhận từ kết thực nghiệm khóa luận 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt (2012), Báo cáo phân tích an tồn lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt, Đà Lạt [2] Lê Vĩnh Vinh, Huỳnh Tôn Nghiêm, Phạm Quang Huy (2014), Hướng dẫn thực hành quy trình thực nghiệm thí nghiệm đo độ hiệu dụng đặc trưng tích phân điều khiển, Báo cáo chuyên đề, Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt [3] Lê Vĩnh Vinh, Nguyễn Kiên Cường, Huỳnh Tôn Nghiêm, Trần Quốc Dưỡng (2014), Hướng dẫn thực hành tài liệu hướng dẫn sử dụng chương trình tính tốn neutron MCNP, Báo cáo chun đề, Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt TIẾNG ANH [4] Jarmo Ala-Heikkilä, Tom Serén, Calle Persson (2007), Student Reactor Exercise at VTT, Helsinki University of Technology, Finland [5] John R.Lamarsh, Anthony J Baratta (2001), Introduction to Nuclear Engineering, Prentice Hall 51 ... TĐK Thanh điều khiển iv MỞ ĐẦU Độ phản ứng lò phản ứng (LPỨ) thay đổi suốt trình lò hoạt động ngun nhân khác như: nhiệt độ thay đổi, nhiễm độc Xenon, cháy nhiên liệu,… Việc xác định độ phản ứng. .. CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN ĐÀ LẠT 1.1 Mơ tả tổng qt Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt nâng cấp từ Lò TRIGA Mark II cơng suất 250 kW Mỹ, loại lò bể bơi có cơng suất danh định 500 kW làm mát... VẼ Hình 1.1 Mặt cắt ứng lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt Hình 1.2 Mặt cắt ngang lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt Hình 1.3 Cấu hình vùng hoạt làm việc với 92 bó nhiên liệu độ giàu thấp 10 Hình