Abstract
The neutron physics characteristic of Pebble Bed Reactor (PBR) allows a better incineration of plutonium (Pu). An optimized design of simple PBR might give a symbiotic solution of providing a safe energy source, effective fuel utilization shown by a higher burnup value, and incineration of Pu stockpiles. This study perform a preliminary neutronic design study of a 200 MWt Once Through Then Out (OTTO) cycle PBR with Pu-based fuel. The safety criteria of the design were represented by the per-fuel-pebble maximum power generation of 4.5 kW/pebble. In this preliminary phase, the parametric survey is limited to the heavy metal (HM) loading per pebble and the average axial speed of the fuel. An optimum high burnup of 419.7 MWd/kg-HM was achieved in this study. This optimum design uses a HM loading of 2.5 g/pebble with average axial fuel velocity 0.5 cm/day.
Kurzfassung
Die neutronenphysikalischen Eigenschaften des Kugelhaufenreaktors erlauben einen besseren Abbrand des Plutoniums (Pu). Eine optimierte Auslegung eines einfachen Kugelhaufenreaktors könnte eine symbiotische Lösung von sicherer Energiequelle, effektiver Brennstoffnutzung durch höheren Abbrandwert und Verwertung des Pu-Bestands darstellen. In diesem Beitrag werden die Ergebnisse einer vorläufige Studie zu den neutronenphysikalischen Eigenschaften der Auslegung eines 200 MWt Pu-basierten OTTO-Kugelhaufenreaktors vorgestellt. Die Sicherheitskriterien der Auslegung werden durch die maximale Leistungserzeugung von 4,5 kW/Kugel gewährleistet. In dieser vorläufigen Phase wird der parametrische Überblick auf die Schwermetallbeladung pro Kugel und die durchschnittliche axiale Geschwindigkeit der Kugeln begrenzt. Ein optimaler hoher Abbrand von 419.7 MWd/kg-HM wurde erreicht. Diese optimierte Auslegung verwendet eine Schwermetallbeladung von 2,5 g/Kugel mit durchschnittlicher axialer Geschwindigkeit von 0,5 cm/Tag.
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