Ena od možnih težav z uranovo-cirkonijevim hidridnim gorivom (U-ZrH) je, da se vodik prerazporedi v hidridu, ko so prisotni termični in koncentracijski gradienti. Prostorska porazdelitev vodika v gorivnem elementu je odvisna od zgodovine delovanja in temperaturnega profila. Po daljšem časovnem obdobju obstaja teoretična možnost, da bi se vodik lahko razpršil iz goriva in tako vplival na transport nevtronov v reaktorju. Namen magistrske naloge je pridobiti boljše razumevanje, kako na fizikalne parametre reaktorja TRIGA (Training, Research, Isotope Production General Atomic) Mark II raziskovalnega reaktorja na Institutu Jožef Stefan (JSI) vplivajo tovrstne prerazporeditve vodika in preučiti fizikalne pojave, ki so odgovorni za te spremembe. V ta namen sta bila izdelana dva različna modela s programom OpenMC Monte Carlo, eden vsebuje celoten reaktor, označen kot model reaktorskega jedra, drugi pa vsebuje samo gorivno celico, obdano z vodo brez puščanja, označeno kot model z enoto celice. V tem modelu količina vode, ki obdaja gorivno celico, ustreza vodi okoli gorivnega elementa, če enakomerno porazdelite vso vodo v jedru na vsako gorivno palico. Za vse primere so bili izračunani efektivni nevtronski multiplikacijski faktor, spekter nevtronskega toka, reaktivnost in efektivna zapoznela nevtronska frakcija. Prvič, homogene porazdelitve vodika so bile uporabljene, kar kaže, da homogeno zmanjšanje vsebnosti vodika v vseh gorivnih palicah reaktorja povzroči zmanjšanje faktorja množenja, medtem ko če upoštevamo gorivno palico, obdano z vodo, ki nima puščanja, se faktor množenja poveča, ko se vsebnost vodika zmanjša. Ugotovljeno je bilo, da je, medtem ko je model sistema, enotske celice premoderiran. V obeh modelih so bile uporabljene različne heterogene porazdelitve vodika, aksialne in radialne. Iz rezultatov, pridobljenih za oba modela, je razvidno, da je osno najbolj občutljiva cona goriva na porazdelitev vodika osrednji del goriva, kjer je fluks nevtronov največji. Njegova koncentracija vodika vpliva na fizikalne parametre reaktorja, medtem ko koncentracija na robovih goriva praktično ne vpliva na te fizikalne parametre reaktorja. Glede vpliva vsebnosti vodika v kinetičnih parametrih reaktorja je bilo ugotovljeno, da efektivni delež zakanselih nevtronov ni bistveno odvisen od vsebnosti vodika v gorivu.
|
