COSI6: инструмент для исследования сценариев ядерного перехода и применения сценариев развертывания БРН с трансмутацией минорных актинидов

Ядерные системы, состоящие из реакторов с различными видами топлива и объектами ядерного топливного цикла (обогатительным, фабрикационным и перерабатывающим заводами и т. д.), сложны и постоянно изменяются. С 1985 года Комиссариат по атомной энергии и альтернативным источникам энергии (CEA) разрабатывает программное обеспечение для моделирования COSI с целью исследования различных траекторий развития ядерного парка и предоставления лицам, принимающим решения, технической информации. Рассмотрены принцип работы COSI, включая типичный состав набора данных. Для максимально точной оценки изотопного состава материалов в COSI реализовано несколько физических моделей. Основные из них — расчет эволюции и модели эквивалентности — подробно описаны. Также представлены результаты валидации COSI, выполненной на историческом французском парке реакторов с водой под давлением (PWR) до 2010 года, а также методика распространения неопределенностей входных данных на результаты COSI. Для иллюстрации возможностей COSI обсуждаются результаты различных сценариев, исследованных в рамках французского закона об обращении с радиоактивными отходами. Цель этих сценариев — оценить осуществимость развертывания реакторов на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем (SFR) для замещения французского парка PWR в различные сроки, а также проанализировать затраты и преимущества различных вариантов разделения и трансмутации минорных актинидов (MA). Воздействие развертывания SFR на объекты топливного цикла, такие как фабрикационное предприятие, хранилище отработавшего топлива и перерабатывающий завод, минимизируется. Развертывание SFR представляется осуществимым с точки зрения доступности делящихся материалов при адаптации времени выдержки топлива перед переработкой или коэффициента воспроизводства SFR. Сравниваются трансмутация минорных актинидов в гомогенном режиме (MA, разбавленные в активной зоне) и трансмутация в гетерогенном режиме (в бланкетах, содержащих MA) не только по их воздействию на объекты топливного цикла и конечные отходы, но и по сокращению запасов минорных актинидов. Увеличение тепловой мощности свежего топлива и остаточного тепловыделения отработавшего топлива ...