Accessible Requires Authentication Published by De Gruyter April 5, 2013

Effect of fuel particles' size and position variations on multiplication factor in pebble-bed nuclear reactors

Der Einfluss von Änderungen der Größe und Position von Brennstoffteilchen auf den Multiplikationsfaktor bei Kugelhaufenreaktoren
L. Snoj and M. Ravnik
From the journal Kerntechnik

Abstract

The effect of TRISO particles' size variations and inter-particle distance on infinite multiplication factor (kinf) of a pebble bed reactor (PBR) is studied using MCNP code. It is observed that kinf decreases with increasing TRISO particles' size, mainly due to increased total particle surface leading to stronger resonance absorption. Negative temperature reactivity effect is observed at all particle sizes. The kinf increases strongly when particles form in clusters as the clusters behave as a single bigger particle. It is also observed that the white boundary condition is not an appropriate approximation of the unit-cell flux boundary condition in the calculations as it yields significantly higher values of kinf than periodic and reflective boundary conditions.

Kurzfassung

Der Einfluss von Änderungen der Größe von TRISO-Partikeln und der Abstände zwischen den Partikeln auf den Multiplikationsfaktor (kinf) eines Kugelhaufenreaktors wird mit Hilfe eines MCNP Codes untersucht. Man beobachtet, dass kinf mit steigender Größe der TRISO-Partikel sinkt, hauptsächlich wegen der wachsenden Teilchenoberfläche, die zu einer stärkeren Resonanzabsorption führt. Die negative Temperaturrückkopplung der Reaktivität wird bei allen Teilchengrößen beobachtet. Der Multiplikationsfaktor kinf steigt stark, wenn Partikel Cluster bilden, da sich die Cluster wie ein einziges großes Teilchen verhalten. Es wurde auch beobachtet, dass die „weiße“ Randbedingung bei den Berechnungen keine geeignete Näherung der „unit-cell flux“ Randbedingung ist, da sie zu wesentlich höheren Werten von kinf führt als periodische und reflektive Randbedingungen.

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Received: 2007-2-26
Published Online: 2013-04-05
Published in Print: 2007-11-01

© 2007, Carl Hanser Verlag, München