Долгосрочный дистанционный мониторинг мощности реактора и состава топлива с помощью антинейтрино
Регистрация антинейтрино осуществлялась на расстоянии 11–13 метров от активной зоны с помощью компактного (1 м³ активного объёма) сегментированного сцинтилляционного детектора на основе полистирола. Авторы в своей работе продемонстрировали, что по антинейтринным данным можно непрерывно отслеживать изменения тепловой мощности реактора ВВЭР-1000 с точностью 1,0 % за недельный интервал измерений в течение нескольких топливных кампаний. На основе изменений в энергетическом спектре антинейтринного сигнала независимым методом удалось извлечь информацию о временных изменениях в соотношении делящихся изотопов урана и плутония, заключающуюся в снижении вклада 235U и росте доли 239Pu на протяжении полуторагодовой топливной кампании. Этот результат хорошо соотносится (отличие не более трех процентов) с другим результатом измерений, полученным по стандартной методике, применяемой в настоящее время в атомной промышленности. Полученные данные подтверждают способность компактных антинейтринных детекторов не только контролировать мощность ядерного реактора, но и отслеживать изменения в топливном составе без необходимости непосредственного доступа к активной зоне. Описанная в публикации методика может быть использована при решении задач дистанционной диагностики реакторов и обеспечения ядерной безопасности. Измерительная установка DANSS зарекомендовала себя как надёжный инструмент, способный стабильно и точно работать в условиях действующей АЭС в течение длительного времени.
Доли 235U и 239Pu в реакциях деления реакторного топлива, извлеченных из измеренных антинейтринных спектров (цветные точки) в сравнении с данными стандартной методики, предоставленными персоналом АЭС (линии). Представлена информация по трем топливным кампаниям 4-го энергоблока Калининской АЭС: 6, 7, 8 (а, b, c). В расчетах использовались две модели спектров реакторных антинейтрино: модель Курчатовского института (KI) и модель Huber-Mueller (HM).
В настоящее время ведутся работы по глубокой модернизации установки. Создаётся следующая версия детектора DANSS-2 с увеличенным объёмом и существенно улучшенным энергетическим разрешением.
В коллектив авторов входят сотрудники Лаборатории ядерных проблем ОИЯИ:
В. Белов, А. Быстряков, И. Житников, Д. Зинатулина, С. Казарцев, А. Кузнецов, Д. Медведев, Д. Пономарев, И. Розова, Н. Румянцева, А. Саламатин, Д. Философов, М. Фомина, Е. Шевчик, М. Ширченко, Е. Якушев.
Ознакомиться со статьей можно по ссылке: Long term remote reactor power and fuel composition monitoring using antineutrinos - ScienceDirect
Наши публикации
