Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9104:2011 về Năng lượng hạt nhân - Lò phản ứng nước nhẹ - Tính toán công suất nhiệt phân rã trong nhiên liệu hạt nhân đưa ra cơ sở để tính toán công suất nhiệt phân rã của nhiên liệu hạt nhân không tái chế của các lò phản ứng nước nhẹ.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9104:2011 ISO 10645:1992 NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN - LỊ PHẢN ỨNG NƯỚC NHẸ - TÍNH TỐN CƠNG SUẤT NHIỆT PHÂN RÃ TRONG NHIÊN LIỆU HẠT NHÂN Nuclear energy - Light water reactors - Calculation of the decay heat power in nuclear fuels Lời nói đầu TCVN 9104:2011 hoàn toàn tương đương với ISO 10645:1992; TCVN 9104:2011 Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 85 Năng lượng hạt nhân biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ công bố Lời giới thiệu Công suất nhiệt phân rã nhiên liệu hạt nhân công suất nhiệt tạo phân rã phóng xạ sản phẩm phân hạch kích hoạt nhiên liệu hạt nhân sau dừng lò Cơng suất nhiệt phân rã đại lượng vật lý quan trọng việc thiết kế hệ thống công suất nhiệt phân rã phải coi nguồn nhiệt Tiêu chuẩn đưa giá trị công suất nhiệt phân rã sinh cục theo hàm công suất nhiệt nhiên liệu trình vận hành Sự phân bố khơng gian q trình chuyển hóa lượng thành nhiệt, ví dụ xạ gamma, không xét đến Nếu cần thiết, việc đánh giá dành cho người sử dụng Quy trình tính tốn sử dụng có lợi cho phép tính cơng suất nhiệt phân rã với độ xác so sánh việc tính tổng chương trình máy tính khơng cần phép tính phức tạp Để tính tốn cơng suất nhiệt phân rã thành phần riêng nó, người sử dụng dùng phương pháp sở liệu riêng mình, với điều kiện tính đắn chúng thiết lập Khi tính đóng góp sản phẩm phân hạch giá trị tính tốn đòi hỏi phải so sánh với tiêu chuẩn Công suất chiếu xạ sinh nơtron trễ vật liệu cấu trúc bị kích hoạt khơng xem xét tiêu chuẩn NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN - LÒ PHẢN ỨNG NƯỚC NHẸ - TÍNH TỐN CƠNG SUẤT NHIỆT PHÂN RÃ TRONG NHIÊN LIỆU HẠT NHÂN Nuclear energy - Light water reactors - Calculation of the decay heat power in nuclear fuels Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn đưa sở để tính tốn cơng suất nhiệt phân rã nhiên liệu hạt nhân không tái chế lò phản ứng nước nhẹ Với mục đích này, phải xét đến thành phần sau đây: - đóng góp sản phẩm phân hạch từ q trình phân hạch hạt nhân; - đóng góp actinit; - đóng góp đồng vị sản phẩm phân hạch bắt nơtron Tiêu chuẩn áp dụng lò phản ứng nước nhẹ (lò phản ứng nước áp lực lò nước sơi) nạp với hỗn hợp nhiên liệu hạt nhân 235U 238U Tiêu chuẩn không phép áp dụng cho quy trình tái chế nhiên liệu hạt nhân Quy trình tính tốn áp dụng cho chu kỳ nhiệt phân rã khoảng thời gian từ s đến 10 s 2 Thuật ngữ định nghĩa Trong chuẩn này, áp dụng thuật ngữ định nghĩa sau 2.1 Công suất nhiệt phân rã nhiên liệu hạt nhân (decay heat power of nuclear fuels) Công suất nhiệt sinh từ phân rã phóng xạ sản phẩm phân hạch kích hoạt nhiên liệu hạt nhân, sau dừng lò 2.2 Thời gian vận hành (operating time) Toàn thời gian kể từ lần nạp nhiên liệu cho lò phản ứng dừng lò lần cuối 2.3 Thời gian phân rã (decay time) Thời gian trôi qua sau thời gian vận hành 2.4 Biểu đồ công suất (power histogram) Biểu đồ biểu thị gần biến đổi thực công suất theo thời gian, chia thành khoảng có cơng suất thành phần nhiên liệu khơng đổi Ký hiệu số 3.1 Ký hiệu Kí hiệu Đại lượng Đơn vị A(t) Hệ số áp dụng cho công suất nhiệt phân rã sản phẩm phân hạch Ps để tính cơng suất đóng góp PA actinit (ngoại trừ 239U 239Np) - fi(t) Công suất nhiệt phân rã sản phẩm phân hạch thời điểm t sau phân hạch đơn nhân phân hạch i MeV/s fi(t) Độ lệch chuẩn fi(t) phân hạch MeV/s phân hạch Fi(tk,Tk) Fi(tk,Tk) Công suất nhiệt phân rã sản phẩm phân hạch nhân phân hạch i thời điểm tk sau thời gian chiếu xạ Tk tham chiếu đến phân hạch giây Độ lệch chuẩn Fi(tk,Tk) MeV/s phân hạch/s MeV/s phân hạch/s H(t) Hệ số áp dụng cho công suất nhiệt phân rã sản phẩm phân hạch Ps để tính cơng suất đóng góp PE từ q trình bắt nơtron có mặt sản phẩm phân hạch (ngoại trừ trình bắt 133Cs) Pk Tổng công suất nhiệt nhiên liệu khoảng thời gian k ký hiệu Tk 1) Pik Cơng suất đóng góp nhân phân hạch i tới công suất nhiệt nhiên liệu khoảng thời gian k ký hiệu T k 2) PN(t,T) Tổng công suất nhiệt phân rã thời điểm t sau thời gian vận hành T 2) Ps(t,T) Tổng công suất nhiệt phân rã sở tính tốn phân rã từ sản phẩm phân hạch 2) Độ lệch chuẩn Ps(t,T) 2) Phần cơng suất đóng góp nhân phân hạch i vào công suất 2) Ps(t,T) PSi(t,T) nhiệt phân rã Ps(t,T) Độ lệch chuẩn PSi(t,T) 2) PE(t,T) Phần cơng suất nhiệt phân rã đóng góp thơng qua trình bắt nơtron sản phẩm phân hạch) (trừ q trình bắt 133Cs) 2) PB(t,T) Cơng suất đóng góp actinit 239U 239Np vào cơng suất nhiệt phân rã 2) PA(t,T) Cơng suất đóng góp actinit (ngoại trừ 239U 239Np) vào công suất nhiệt phân rã 2) PCs(t,T) Cơng suất đóng góp Qi Tổng nhiệt giải phóng từ phân hạch hạt nhân nhân phân hạch i PSi(t,T) Q 134 Cs vào công suất nhiệt phân rã 2) Độ lệch chuẩn nhiệt giải phóng từ phân hạch hạt nhân nhân phân hạch i t Thời gian phân rã (xem 2.3 Hình 1) s tk Thời gian từ thời điểm kết thúc khoảng thời gian k ký hiệu Tk biểu đồ công suất (xem Hình 1) s T Thời gian vận hành (xem 2.2 Hình 1) s Tk Tồn thời gian khoảng thời gian k biểu đồ công suất (xem Hình 1) s Teff Thời gian vận hành trừ khoảng thời gian dừng lò s ij ij ij Hệ số đặc trưng cho công suất nhiệt phân rã sản phẩm phân hạch coi tổng 24 hàm số mũ Hệ số đặc trưng cho độ lệch chuẩn 3) công suất nhiệt phân rã sản phẩm phân hạch coi tổng 24 hàm số mũ Số mũ đặc trưng cho công suất nhiệt phân rã sản phẩm phân hạch độ lệch chuẩn coi như tổng 24 hàm số mũ 1) Bất kỳ đơn vị công suất sử dụng 2) Cùng đơn vị với Pk 3) Đối với 241Pu giá trị giả định % s-1 3.2 Chỉ số i số biểu thị cho phân hạch hạt nhân 235 U 238U, 239Pu, 241Pu j số tổng sử dụng để miêu tả công suất nhiệt phân rã tổng cộng hàm số mũ k số đánh số cho khoảng thời gian riêng biểu đồ công suất m số khoảng thời gian Tk, biểu đồ cơng suất Tính cơng suất nhiệt phân rã 4.1 Khái qt Để tính tốn cơng suất nhiệt phân rã, thành phần sau phải xem xét: - Đóng góp sản phẩm phân hạch từ phân hạch hạt nhân bốn nhân phân hạch 238 U, 239Pu 241Pu (các nhân phân hạch khác xem 235U); 235 U, - Đóng góp actinit; - Đóng góp nhân phân hạch tạo từ trình bắt nơtron sản phẩm phân hạch Quy trình tính tốn phải áp dụng thời gian phân rã từ s đến 10 s Công suất nhiệt phân rã sinh phân hạch kích hoạt nơtron trễ vật liệu cấu trúc không đề cập tiêu chuẩn này, phải đánh giá người sử dụng tính đến cách thích hợp phép phân tích cơng suất nhiệt phân rã 4.2 Biểu đồ cơng suất Nói chung, thành phần công suất phát nhiên liệu xem xét lệ thuộc vào thay đổi suốt thời gian vận hành Điều cần lưu ý tính cơng suất nhiệt phân rã, cách chia thời gian vận hành thành khoảng thời gian có cơng suất số nhân phân hạch cố định (thành phần tính gần xem Hình A.1) Phải đảm bảo sai số hệ thống sinh phép tính gần nhỏ so với sai số thống tính cơng suất nhiệt phân rã Điều đạt phép tính gần tốt biểu đồ công suất nhiên liệu cuối thời gian vận hành Các sai số phép tính gần cơng suất biểu đồ cơng suất giảm nhanh thời gian phân rã tăng, độ xác phép tính gần khoảng riêng biệt giảm tăng thời gian t k khoảng k phân rã xem xét Vì biến thiên cơng suất đóng góp tương đối nhân phân hạch quan trọng lập thang đo thô đủ để tính cơng suất phân rã q trình vận hành Điều quan trọng công suất nhiệt phân rã phải đảm bảo rằng, khoảng thời gian biểu đồ, tích phân theo thời gian tổng cơng suất cơng suất đóng góp nhân phân hạch phù hợp với giá trị tương ứng biểu đồ công suất thực tế 4.3 Công suất đóng góp sản phẩm phân hạch Cơng suất đóng góp Ps(t,T) sản phẩm phân hạch cơng suất nhiệt phân rã tính từ cơng suất đóng góp riêng Psi(t,T) bốn đồng vị phân hạch công thức PS (t , T ) PSi (t , T ) (1) i Đối với cơng suất đóng góp PSi(t,T) tính tổng công suất nhiệt phân rã m khoảng thời gian biểu đồ công suất sau PSi (t , T ) m k PSi (tk , Tk ) Pik Fi (tk , Tk ) Qi m k (2) Trong Pik cơng suất nhiệt giải phóng phân hạch Qi tổng số nhiệt giải phóng phân hạch Pik/Qi cho biết tốc độ phân hạch nhân phân hạch thứ i Fi (tk,Tk) công suất nhiệt phân rã nhân phân hạch i tính cho phân hạch hạt nhân thời gian giây, với khoảng thời gian có độ dài T k thời gian phân rã tk Đại lượng tính từ lượng giải phóng fi (t) sản phẩm phân hạch phân hạch đơn thời điểm t sau trình phân hạch sau: (3) fi(t) tính cách sử dụng hệ số ij , ij cho bảng (4) Như nhận cơng thức sau (5) Do vậy, cơng suất đóng góp Ps(t,T) sản phẩm phân hạch công suất nhiệt phân rã tính cơng thức (6) Hình minh họa biểu đồ công suất với bốn khoảng thời gian công suất biến đổi khác nhân phân hạch thứ i Hình Biểu đồ công suất Như vậy, công suất nhiệt phân rã đóng góp PSi (t,T), thời gian riêng tk tính cơng thức tm = t tm-1 = t + Tm t1 t m Tk (7) k Độ lệch chuẩn tương đối công suất nhiệt phân rã PSi/PSi sản phẩm phân hạch tính từ độ lệch chuẩn Fi(tk, Tk) độ lệch chuẩn tương đối Qi/Qi Sự đóng góp phân hạch hạt nhân i tính cơng thức (8) Các giá trị Qi Qi cho Bảng Đối với thời gian phân rã tk 1, độ lệch tiêu chuẩn Fi(tk, Tk) tính cơng thức (9) Tính Fi (t) tương tự cơng thức (4) biểu diễn sau (Các giá trị hệ số cho bảng 2.) f i (t ) 24 ij e ijt ij , ij (10) j Do (11) Với thời gian phân rã tk < s, độ lệch chuẩn Fi(tk, Tk) tính cơng thức (12) Độ lệch chuẩn P cơng suất nhiệt phân rã tất sản phẩm phân hạch tính cơng thức (13) 4.4 Đóng góp actinit 4.4.1 Đóng góp 239U 239Np Công suất nhiệt phân rã PB (t,T) từ 239U 239Np tính cơng thức (14) Pk/Q tổng tốc độ phân hạch khoảng thời gian k thay Công thức (14) sau: (15) Đối với việc tính tổng Cơng thức (14), cần xem xét 20 ngày cuối biểu đồ công suất Các giá trị FU (tk, Tk) FNp (tk, Tk) Cơng thức (14) tính Cơng thức (16) (17) tương ứng Trong EU (= 0,474 MeV) lượng phân rã trung bình 239 ENp (= 0,419 MeV) lượng phân rã trung bình U U; 239 Np; (= 4,91 x 10-4 s-1) số phân rã 239U; Np (= 3,41 x 10-6 s-1) số phân rã 239Np; R tỉ số tốc độ bắt nơtron hành 238 U với tốc độ phân hạch tổng thời gian kết thúc vận Nếu người sử dụng khơng có giá trị R, sử dụng phép tính xấp xỉ sau: R = 1,18e-141a0 - 0,2 + 6,2 x 10-3 BU (18) đó: a0 độ giàu ban đầu 235U (tính phần trăm khối lượng); BU độ cháy nhiên liệu, tính MW ngày kg urani Công thức (18) xây dựng cho phổ lò phản ứng nước nhẹ điển hình (LWR) áp dụng cho độ giàu ban đầu nằm khoảng 1,9% 4,1 % Công thức cho kết cao vừa phải 4.4.2 Đóng góp actinit khác Đóng góp PA (t,T) actinit khác việc bắt nơtron (Ngoại trừ 239U 239Np) công bố người sử dụng Công thức PA (t,T) = A (t) PS (t,T) (19) Công thức cho kết cao vừa phải, sử dụng hệ số A(t) cho Bảng công thức nên thỏa mãn điều kiện biên đây: - Độ giàu làm giầu ban đầu, tính phần trăm khối lượng, nằm khoảng 1,9 % ≤ a ≤ 4,1 %; - Độ cháy, tính mega ốt ngày kilogam urani, BU ≤ 12,5a 0; - Mật độ cơng suất, tính kilo oát kilogam urani, S 5a0; 4.5 Đóng góp bắt nơtron sản phẩm phân hạch 4.5.1 Đóng góp 134Cs 134 Cs sinh phản ứng 133Cs + n có đóng góp đáng kể vào công suất nhiệt phân rã, đặc biệt thời gian phân rã khoảng 108s, xử lý cách rõ ràng Áp dụng cơng thức tính PCs (t , T ) Trong P FCs (t , T ) Q (20) P Q Pi Qi i (21) (22) Trong (= 0,068 3) số 133Cs sinh trung bình phân hạch; ECs (= 1,717 MeV) lượng phân rã trung bình 134 Cs; (= 1,071 x 10-8 s-1) số phân rã 134Cs; tổng thơng lượng nơtron tính cm-2.s-1; (= 10,7 x 10-24 cm2) tiết diện bắt nơtron trung bình (n ) theo phổ phản ứng 133Cs (= 16,8 x 10-24 cm2) tiết diện bắt nơtron trung bình (n, ) theo phổ phản ứng 134Cs xác định phổ lò phản ứng nước áp lực điển hình (PWR) Khi áp dụng cho lò phản ứng nước sôi (BWR) Công thức cho kết cao vừa phải Trong biểu đồ công suất, thời gian chiếu xạ hiệu dụng T eff, thông lượng nơtron hiệu dụng tốc độ phân hạch trung bình P/Q sử dụng Công thức (20) (22) eff Các đại lượng xác định sau Nếu khơng có sẵn giá trị thơng lượng nơtron, sử dụng cơng thức tính xấp xỉ sau k Sk aeff 2,58 1013 (cm s ) (26) Trong Sk mật độ cơng suất, tính kilo ốt kilogam urani, nhiên liệu; aeff độ làm giàu hiệu dụng vật liệu phân hạch tính từ độ giàu ban đầu a 0, tính phần trăm khối lượng aeff a0 1,0 (27) Đối với độ giàu độ cháy nhiên liệu lò LWRs điển hình, ( k Công thức (26) giá trị công suất sinh PCs(t,T) vượt giá trị xác đến % Đối với thời gian chiếu xạ ngắn (≤ 25 MW ngày/kg) phương pháp tính gần cho giá trị P Cs (t,T) cao tới 15 % 4.5.2 Đóng góp phản ứng bắt nơtron lại Đóng góp PE (t,T) cơng suất nhiệt phân rã bắt nơtron sản phẩm phân hạch (ngoại trừ 133Cs) công bố người sử dụng Công thức PE(t,T) = H (t) Ps (t,T) (28) Công thức cho kết cao vừa phải, sử dụng hệ số H (t) Bảng 4, nên thỏa mãn điều kiện biên - Độ giàu ban đầu, tính phần trăm khối lượng, nằm khoảng 1,9 % ≤ a ≤ 4,1 %; - Độ cháy nhiên liệu, mega oát ngày kilogam urani, BU ≤ 12,5a 0; - Mật độ cơng suất, tính kilo oát kilogam urani, nhiên liệu S 5a0; 4.6 Tổng công suất nhiệt phân rã Tổng công suất nhiệt phân rã tính cơng thức PN (t,T) = PS (t,T) + PB (t,T) + PA (t,T) + PCs (t,T) + PE (t,T) (29) Độ rộng dải sai số PN phải xác định từ độ lệch chuẩn PS [xem Công thức (13)] độ không đảm bảo đo công suất nhiệt thời gian vận hành ( P/P) tính cơng thức n bội số độ lệch chuẩn phù hợp với độ tin cậy lựa chọn Các công suất nhiệt phân rã đóng góp khác PB, PA, PCs PE phải xác định mức độ vừa phải không nằm phạm vi độ không đảm bảo đo Sử dụng phương pháp tính gần tiêu chuẩn để tính gần đóng góp cho kết cao cách hợp lý Nếu người sử dụng khơng có giá trị ước tính thấp tổng cơng suất nhiệt phân rã PN (t,T) = PS (t,T) dùng Bảng - Tổng nhiệt hiệu dụng Qi giải phóng từ phân hạt nhân nhân phân hạch i độ lệch tiêu chuẩn tương ứng Qi Giá trị tính MeV/phân hạch i 1) Nhân phân hạch Qeff,i 1) Qc,i 2) Qi = Qeff,i Qc,i Qi 235 U 193,5 8,7 202,2 ± 0,5 238 U 194,6 10,9 205,5 ± 1,0 Pu 199,7 11,5 211,2 ± 0,7 201,8 11,9 213,7 ± 0,7 239 241 Pu Qeff,i nhiệt hiệu dụng từ phân hạch hạt nhân 2) Qc,i nhiệt hiệu dụng sinh từ việc bắt nơtron không tạo phân hạch hạt nhân với giả thiết lượng bắt nơtron trung bình 6,1 MeV, đặc trưng LWRs Năng lượng trung bình trình bắt nơtron áp dụng cho trường hợp riêng thêm vào cách hợp lý người sử dụng Bảng - Hệ số phân hạch nơtron nhiệt 235U 239Pu, 241Pu phân hạch nơtron nhanh 238U Hệ số phân hạch nơtron nhiệt 235U Hệ số phân hạch nơtron nhiệt 239Pu [xem Công thức (4), (5), (10), (11)] [xem Công thức (4), (5), (10), (11)] () 2,964 6,505 x 10 -1 5,126 x 10 -1 2,438 x 10-1 5,544 x 10 2,222 x 10-2 (s-1) () () 2,499 2,573 x 10 -1 3,894 x 10 -2 2,213 x 10 (s-1) () 2,319 2,083 x 10 -1 1,002 x 10 -2 1,126 x 10 -1 3,8530 x 10 2,106 x 10 6,4330 x 10-1 9,689 x 10-3 1,959 x 10-1 2,213 x 10-1 1,134 x 10-2 2,186 x 10-1 1,385 x 10-1 4,653 x 10-3 1,031 x 10-1 9,460 x 10-2 5,801 x 10-3 1,004 x 10-1 -2 -3 -2 3,531 x 10 -2 -3 3,7280 x 10-2 3,989 x 10-4 1,168 x 10-2 2,292 x 10-2 8,760 x 10-4 1,435 x 10-2 3,308 x 10-3 6,805 x 10-5 3,597 x 10-3 3,946 x 10-3 1,636 x 10-4 4,549 x 10-3 9,301 x 10-4 1,706 x 10-5 1,393 x 10-3 1,317 x 10-3 5,373 x 10-5 1,328 x 10-3 10 8,094 x 10-4 1,413 x 10-5 6,263 x 10-4 10 7,052 x 10-4 2,260 x 10-5 5,356 x 10-4 11 1,956 x 10 -4 -6 -4 11 1,432 x 10 -4 -6 7,045 x 10 1,730 x 10-4 12 3,253 x 10-5 5,046 x 10-7 5,498 x 10-5 12 1,765 x 10-5 8,481 x 10-7 4,881 x 10-5 13 7,559 x 10-6 3,701 x 10-8 2,095 x 10-5 13 7,347 x 10-6 2,972 x 10-7 2,006 x 10-5 14 2,523 x 10-6 5,436 x 10-8 1,001 x 10-5 14 1,747 x 10-6 9,950 x 10-8 8,3190 x 10-6 15 4,994 x 10-7 1,074 x 10-8 2,543 x 10-6 15 5,481 x 10-7 2,708 x 10-8 2,358 x 10-6 16 1,853 x 10-7 3,604 x 10-9 6,636 x 10-7 16 1,671 x 10-7 8,352 x 10-8 6,450 x 10-7 17 2,660 x 10 -6 -10 5,332 x 10 1,229 x 10 -7 17 2,112 x 10 -8 -9 1,278 x 10-7 18 2,239 x 10-9 4,483 x 10-11 2,721 x 10-8 18 2,996 x 10-9 1,497 x 10-10 2,4660 x 10-8 19 8,164 x 10-12 1,631 x 10-13 4,371 x 10-9 19 5,107 x 10-11 2,552 x 10-12 9,378 x 10-9 20 8,779 x 10-11 1,760 x 10-12 7,578 x 10-10 20 5,730 x 10-11 2,860 x 10-12 7,450 x 10-10 21 2,513 x 10-14 4,985 x 10-16 2,478 x 10-10 21 4,138 x 10-14 2,072 x 10-15 2,426 x 10-10 22 3,217 x 10-16 6,403 x 10-18 2,238 x 10-13 22 1,088 x 10-15 5420 x 10-17 2,210 x 10-13 23 4,503 x 10 -17 -19 9,112 x 10 -14 2,460 x 10 23 2,454 x 10 -17 -18 2,640 x 10-14 24 7,479 x 10-17 1,498 x 10-18 1,569 x 10-14 24 7,557 x 10-17 3,929 x 10-18 1,380 x 10-14 1,135 x 10 4,032 x 10 5,158 x 10 3,365 x 10 1,890 x 10 Hệ số phân hạch nơtron nhanh 238U -1 2,183 -1 1,353 x 10 1,056 x 10 1,226 x 10 Hệ số phân hạch nơtron nhiệt 239Pu [xem Công thức (4), (5), (10), (11)] [xem Công thức (4), (5), (10), (11)] -1 () 1,7096 x 10-1 2,905 0 1,231 2,285 x 10-1 3,288 6,971 x 10-1 3,486 x 10-2 1,148 -1 2,888 x 10 -1 9,380 x 10 4,949 x 10 -1 -2 2,475 x 10 2,813 x 10-1 7,070 x 10-1 1,538 x 10-1 3,707 x 10-1 1,442 x 10-1 7,211 x 10-3 1,092 x 10-1 2,520 x 10-1 4,597 x 10-2 1,111 x 10-1 6,251 x 10-2 3,126 x 10-3 4,285 x 10-2 7,187 x 10-2 1,575 x 10-2 3,614 x 102 2,963 x 10-2 1,481 x 10-3 1,428 x 10-2 2,829 x 10-2 2,926 x 10-3 1,327 x 10-2 4,923 x 10-3 2,461 x 10-4 5,191 x 10-3 6,838 x 10-3 4,272 x 10-4 5,013 x 10-3 7,000 x 10-4 3,500 x 10-5 1,568 x 10-3 1,232 x 10 -3 -5 -3 1,365 x 10 1,298 x 10 -3 -5 1,069 x 10-3 10 6,840 x 10-4 3,230 x 10-5 5,515 x 10-4 10 -2,354 x 10-4 -1,177 x 10-5 5,388 x 10-4 11 1,697 x 10-4 1,040 x 10-5 1,787 x 10-4 11 5,846 x 10-4 2,923 x 10-5 3,615 x 10-4 12 2,418 x 10-5 1,203 x 10-6 4,903 x 10-5 12 6,506 x 10-5 3,253 x 10-6 9,215 x 10-5 13 6,635 x 10-6 3,211 x 10-7 1,705 x 10-5 13 -5,184 x 10-5 -2,592 x 10-6 3,479 x 10-5 14 1,007 x 10-6 4,065 x 10-8 7,046 x 10-6 14 5,686 x 10-5 2,843 x 10-6 3,113 x 10-5 7,993 x 10 (s ) () (s-1) () () 2,200 6,494 x 10 1,022 15 4,989 x 10-7 1,764 x 10-8 2,319 x 10-6 15 1,896 x 10-6 9,481 x 10-8 7,922 x 10-6 16 1,635 x 10-7 5,777 x 10-9 6,448 x 10-7 16 4,410 x 10-7 2,205 x 10-8 2,252 x 10-6 17 2,335 x 10-8 8,010 x 10-10 1,264 x 10-7 17 1,646 x 10-7 8,230 x 10-9 6,294 x 10-7 18 2,809 x 10-9 1,194 x 10-10 2,554 B x 10-8 18 4,226 x 10-10 2,113 x 10-11 2,041 x 10-7 19 3,623 x 10 -11 -12 3,262 x 10 8,478 x 10 -9 19 1,677 x 10 -8 -10 1,245 x 10-7 20 6,457 x 10-11 3,221 x 10-12 7,513 x 10-10 20 -4,632 x 10-10 -2,316 x 10-11 4,194 x 10-8 21 4,496 x 10-14 2,256 x 10-15 2,418 x 10-10 21 3,878 x 10-9 1,939 x 10-10 2,479 x 10-8 22 3,665 x 10-16 1,835 x 10-17 2,273 x 10-13 22 1,048 x 10-10 5,240 x 10-12 1,154 x 10-8 23 5,629 x 10-17 2,810 x 10-18 9,053 x 10-14 23 -1,791 x 10-12 -8,955 x 10-14 3,875 x 10-9 24 -17 -18 -15 7,160 x 10 3,575 x 10 5,609 x 10 24 5,247 x 10 8,386 x 10 -11 Bảng - Hệ số A (t) để tính tốn đóng góp actinit (ngoại trừ suất nhiệt phân rã theo Công thức (19) 2,623 x 10 239 -12 7,444 x 10-10 U 239Np) công (Giá trị trung gian tính nội suy tuyến tính) t s t A(t) t A(t) s t A(t) s A(t) s t s 0,0 0,008 1,0 0,009 1,0 x 102 0,017 1,0 x 104 0,045 1,0 x 106 0,088 1,0 x 108 1,5 0,009 1,5 x 102 0,019 1,5 x 104 0,050 1,5 x 106 0,098 1,5 x 108 2,0 0,010 2,0 x 102 0,020 2,0 x 104 0,053 2,0 x 106 0,107 2,0 x 108 3,0 0,010 3,0 x 102 0,021 3,0 x 104 0,058 3,0 x 106 0,122 3,0 x 108 4,0 0,010 4,0 x 102 0,022 4,0 x 104 0,062 4,0 x 106 0,134 4,0 x 108 6,0 0,011 6,0 x 102 0,024 6,0 x 104 0,067 6,0 x 106 0,152 6,0 x 108 8,0 0,011 8,0 x 102 0,026 8,0 x 104 0,070 8,0 x 106 0,165 8,0 x 108 1,0 x 10 0,012 1,0 x 103 0,027 1,0 x 105 0,073 1,0 x 107 0,174 1,0 x 109 1,5 x 10 0,013 1,5 x 103 0,029 1,5 x 105 0,076 1,5 x 107 0,192 2,0 x 10 0,013 2,0 x 10 0,031 2,0 x 10 0,078 2,0 x 10 0,203 3,0 x 10 0,014 3,0 x 103 0,034 3,0 x 105 0,080 3,0 x 107 0,213 4,0 x 10 0,015 4,0 x 103 0,036 4,0 x 105 0,080 4,0 x 107 0,218 6,0 x 10 0,016 6,0 x 10 0,040 6,0 x 10 0,082 6,0 x 10 0,241 8,0 x 10 0,017 8,0 x 103 0,043 8,0 x 105 0,085 8,0 x 107 0,282 Bảng - Hệ số H (t) để tính tốn đóng góp bắt nơtron sản phẩm phân hạch (ngoại trừ 133Cs) công suất nhiệt phân rã theo Công thức (28) (Giá trị trung gian tính nội suy tuyến tính) t s H(t) t s H(t) t s H(t) t s H(t) t s H(t) 0,0 0,017 1,0 0,017 1,0 x 102 0,016 1,0 x 104 0,039 1,0 x 106 0,073 1,0 x 108 0,057 1,5 0,017 1,5 x 102 0,016 1,5 x 104 0,044 1,5 x 106 0,066 1,5 x 108 0,071 2,0 0,017 2,0 x 102 0,016 2,0 x 104 0,048 2,0 x 106 0,058 2,0 x 108 0,076 3,0 0,017 3,0 x 102 0,016 3,0 x 104 0,054 3,0 x 106 0,047 3,0 x 108 0,074 4,0 0,018 4,0 x 10 0,017 4,0 x 10 0,036 4,0 x 10 0,066 6,0 0,018 6,0 x 102 0,019 6,0 x 104 0,067 6,0 x 106 0,027 6,0 x 108 0,047 8,0 0,018 8,0 x 102 0,021 8,0 x 104 0,072 8,0 x 106 0,024 8,0 x 108 0,033 1,0 x 10 0,018 1,0 x 10 0,021 1,0 x 10 0,022 0,022 1,5 x 10 0,018 1,5 x 103 0,023 1,5 x 105 0,081 1,5 x 107 0,020 2,0 x 10 0,018 2,0 x 10 0,024 2,0 x 10 0,020 3,0 x 10 0,017 3,0 x 103 0,027 3,0 x 105 0,084 3,0 x 107 0,023 4,0 x 10 0,017 4,0 x 103 0,029 4,0 x 105 0,083 4,0 x 107 0,028 6,0 x 10 0,017 6,0 x 10 0,033 6,0 x 10 0,037 8,0 x 10 0,016 8,0 x 103 0,036 8,0 x 105 0,077 8,0 x 107 0,046 0,059 0,076 0,084 0,080 4,0 x 10 1,0 x 10 2,0 x 10 6,0 x 10 1,0 x 10 Phụ lục A (Quy định) Ví dụ tính tốn A.1 Biểu đồ cơng suất Ví dụ thành phần nhiên liệu dùng lò phản ứng áp lực nước (PWR) minh họa cho việc áp dụng quy trình tính tốn tiêu chuẩn Đối với lịch sử chiếu xạ, biểu đồ cơng suất đơn giản hóa sử dụng Hình A.1 Trong khoảng thời gian T1, T3 T5, giả thiết công suất P Trong khoảng thời gian T2 T4, không phát công suất Các liệu đầu vào khác sau: Độ giàu ban đầu nhiên liệu a0 = 3,2 % Mật độ lượng nhiên liệu S = 34,3 kw kilogam urani Độ không đảm bảo công suất nhiên liệu Bội số nhân độ lệch chuẩn P=0 n=1 Theo Công thức (29) công suất nhiệt phân rã PN = PS + PB + PA + PCs + PE CHÚ THÍCH - Giá trị số biểu đồ công suất mức độ chia sẻ nhân phân hạch đóng góp vào tổng cơng suất phát Hình A.1 - Ví dụ biểu đồ cơng suất A.2 Tính PS Đóng góp PS đồng vị phân hạch riêng công suất nhiệt phân rã tính theo Cơng thức (6), giá trị số thay cho P ik Tik khoảng thời gian riêng P11/P = 0,80 P21/P = 0,06 P31/P = 0,13 P41/P = 0,01 P12/P = 0,00 P22/P = 0,00 P32/P = 0,00 P42/P = 0,00 P13/P = 0,60 P23/P = 0,07 P33/P = 0,29 P43/P = 0,04 P14/P = 0,00 P24/P = 0,00 P34/P = 0,00 P44/P = 0,00 P15/P = 0,40 P25/P = 0,08 P35/P = 0,42 P45/P = 0,10 T1 = 300 ngày T1 = t + 720 ngày T2 = 60 ngày t2 = t + 660 ngày T3 = 300 ngày t3 = t + 360 ngày T4 = 60 ngày t4 = t + 300 ngày T5 = 300 ngày t2 = t Thời gian phân rã mong muốn t, Tk tk tính giây Cơng suất nhiệt phân rã sản phẩm phân hạch PS thu từ đóng góp riêng Độ khơng đảm bảo đóng góp nhân phân hạch riêng tính Cơng thức (8), kết hợp với Cơng thức (11) Cơng thức (12) Từ đó, với trợ giúp Công thức (13) Công thức (30), tính phạm vi độ khơng đảm bảo công suất nhiệt phân rã Kết đưa Bảng A.1 A.3 Tính PB PA Đóng góp 239U 239NP cơng suất nhiệt phân rã tính trung bình Cơng thức từ (14) đến Công thức (17), T5 > 20 ngày có khoảng thời gian cuối xem xét Hệ số R giả định chưa biết xác định thông qua Công thức (18) R = 0,743, với độ cháy nhiêu liệu BU = 30,87 MW ngày/kg tính thời gian chiếu xạ mật độ cơng suất Đóng góp PA actinit khác tính Cơng thức (19) cách nhân P S với hệ số A (t) cho Bảng A.4 Tính giá trị PCs, PE PCs đóng góp Xesi cơng suất nhiệt phân rã tính theo cơng thức từ (20) đến (27) Thời gian chiếu xạ hiệu dụng cho Công thức (23) T eff = 900 ngày, thơng lượng nơtron hiệu dụng tính từ Cơng thức (24), (26) (27) (Như eff = 3,404 x 1014 (cm-2.s-1) P/Q Cơng thức (20) tính cho ví dụ P/Q = 4.868 x 10-3 MeV-1 Đóng góp PE phản ứng bắt nơtron lại tính theo Cơng thức (28) cách nhân PS với hệ H (t) cho Bảng Các đóng góp riêng cơng suất nhiệt phân rã xác định theo cách liệt kê Bảng A.1 Hình A.2: với tổng nó, hàm thời gian phân rã, t Bảng A.1 - Các kết tính cơng suất nhiệt phân hạch phù hợp với điều 235 Thời gian phân rã, t Độ lệch chuẩn PSi/P s 238 U Độ lệch chuẩn PSi/P % 2,561 x 10 -2 2,414 x 10 -2 x 10 1,856 x 10-2 x 10 1,204 x 10 -2 x 10 7,291 x 10 -3 x 10 3,557 x 10 -3 x 105 1,699 x 10-3 x 10 8,727 x 10 -4 x 10 2,720 x 10 -4 x 10 2,996 x 10 -5 x 10 9,161 x 10 -6 x 10 -1 Thời gian phân rã, t 239 U Độ lệch chuẩn PSi/P 6,148 x 10 3,3 5,478 x 10 -3 2,0 3,962 x 10-3 1,8 -3 3,3 2,374 x 10 1,8 1,355 x 10 -3 2,130 x 10 -2 12,5 2,017 x 10 -2 9,6 1,614 x 10-2 5,9 1,105 x 10 -2 6,736 x 10 -3 -3 12,5 5,0 1,7 -4 6,456 x 10 4,4 3,178 x 10 2,0 3,193 x 10-4 3,8 1,618 x 10-3 2,0 -4 3,7 7,606 x 10 -4 2,232 x 10 -4 2,034 x 10 -5 2,740 x 10 -6 1,557 x 10 -5 2,0 4,717 x 10 -6 2,0 4,332 x 10 -7 2,0 7,836 x 10 Pu 4,0 4,9 5,0 Ps Độ lệch chuẩn PSi/P % % -3 241 Pu Độ lệch chuẩn PSi/P % -3 5,6 6,038 x 10 5,0 % 5,909 x 10 -2 5,2 -2 5,2 5,6 -3 5,587 x 10 5,0 5,537 x 10 4,2 4,199 x 10-3 5,0 4,286 x 10-2 3,8 4,2 -3 5,0 -2 3,4 -2 3,4 -3 2,644 x 10 -3 4,4 1,533 x 10 5,0 2,811 x 10 1,691 x 10 4,9 -4 7,016 x 10 5,0 8,082 x 10 3,5 5,0 3,569 x 10-4 5,0 3,993 x 10-3 3,6 5,0 -4 5,0 -3 3,6 -4 3,6 -5 3,5 -5 2,9 1,691 x 10 -5 5,0 5,028 x 10 -6 5,0 4,761 x 10 -7 5,0 4,445 x 10 5,0 5,0 5,0 1,958 x 10 5,926 x 10 5,940 x 10 1,313 x 10 PCs/P PE/P PB/P PA/P PN/P x 10-1 4,147 x 10-5 1,005 x 10-3 3,200 x 10-3 4,786 x 10-4 6,382 x 10-2 4,147 x 10-5 9,413 x 10-4 3,200 x 10-3 4,983 x 10-4 6,005 x 10-2 -5 -4 -3 -4 5,143 x 10 4,738 x 10-2 s x 10 4,147 x 10 7,715 x 10 3,192 x 10 x 102 4,147 x 10-5 4,498 x 10-4 3,119 x 10-3 4,779 x 10-4 3,220 x 10-2 x 103 4,147 x 10-5 3,552 x 10-4 2,540 x 10-3 4,567 x 10-4 2,031 x 10-2 x 104 4,147 x 10-5 3,152 x 10-4 1,474 x 10-3 3,637 x 10-4 1,028 x 10-2 x 105 4,143 x 10-5 3,035 x 10-4 1,075 x 10-3 2,915 x 10-4 5,705 x 10-3 x 106 4,103 x 10-5 1,429 x 10-4 4,996 x 10-5 1,723 x 10-4 2,364 x 10-3 x 107 3,726 x 10-5 1,304 x 10-5 0,0 1,031 x 10-4 7,461 x 10-4 x 108 1,421 x 10-5 3,386 x 10-6 0,0 1,966 x 10-5 9,666 x 10-5 x 109 9,257 x 10-10 2,888 x 10-7 0,0 9,676 x 10-6 2,309 x 10-5 Hình A.2 - Các kết tính cơng suất nhiệt phân hạch phù hợp với điều ... x 1 0-1 9,689 x 1 0-3 1,959 x 1 0-1 2,213 x 1 0-1 1,134 x 1 0-2 2,186 x 1 0-1 1,385 x 1 0-1 4,653 x 1 0-3 1,031 x 1 0-1 9,460 x 1 0-2 5,801 x 1 0-3 1,004 x 1 0-1 -2 -3 -2 3,531 x 10 -2 -3 3,7280 x 1 0-2 3,989... 4,923 x 1 0-3 2,461 x 1 0-4 5,191 x 1 0-3 6,838 x 1 0-3 4,272 x 1 0-4 5,013 x 1 0-3 7,000 x 1 0-4 3,500 x 1 0-5 1,568 x 1 0-3 1,232 x 10 -3 -5 -3 1,365 x 10 1,298 x 10 -3 -5 1,069 x 1 0-3 10 6,840 x 1 0-4 3,230... x 1 0-5 5,515 x 1 0-4 10 -2 ,354 x 1 0-4 -1 ,177 x 1 0-5 5,388 x 1 0-4 11 1,697 x 1 0-4 1,040 x 1 0-5 1,787 x 1 0-4 11 5,846 x 1 0-4 2,923 x 1 0-5 3,615 x 1 0-4 12 2,418 x 1 0-5 1,203 x 1 0-6 4,903 x 1 0-5 12