راکتور هستهای 4M
در سده های اخیر میزان مصرف انرژی بشر روز به روز به صورت تصاعدی رشد نموده است. میزان این رشد به حدی زیاد بوده که در سالهای متمادی منابع مختلف انرژی به سرعت توسعه پیدا کرده اند.
راکتورهای VSMR (VERY Small Modular Reactor) زیر مجموعه ای از راکتورهای SMR (Small Modular reactor) ها میباشند. راکتورهای SMR به راکتورهایی گفته میشود که توان آنها بین 10-300MWe میباشد. که میزان حداقلی توان آنها مناسب برای واحد های صنعتی کوچک و میزان حداکثری توان آنها مناسب برای روستاها و شهرها و مکانهای بزرگ دور افتاده نیازمند به برق میباشد. راکتورهای VSMR بنا به تعریف به راکتورهای با توان زیر 10MWe گفته میشود این راکتورها برای پروژه های خاص نظیر استفاده در شناورها، فضاپیماها، سکوهای شناور نفتی، مراکز دور افتاده و روستاهای دور افتاده مورد استفاده میباشد.
مراحل انجام این پروژه شامل 2 بخش نوترونیک و ترموهیدرولیک است. بخش نوترونیک طرح به دو بخش مجزا تقسیم میشود که بخش اول به طراحی یک چشمه نوترون پرداخته شده است تا بتواند راکتور را به حالت بحرانی برساند. در طراحی چشمه از 2 واکنش تابش ترمزی و گاما-نوترون به صورت پشت سرهم استفاده شده است. برای طراحی چشمه 5 ماده سرب، طلا، نقره، اورانیوم، وتنگستن مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت و سپس فلزی که دارای خواص بهتری بود برای این واکنش انتخاب شد. در مرحله بعد، بخش دوم چشمه برای یافتن حالت بهینه برای ضخامت برلیوم و همچنین میزان پخش زاویهای نوترون حاصل از واکنش مورد بررسی و شبیه سازی قرار گرفت. در انتها، شبیهسازی انجام شده برای بخش چشمه، با یک مقاله که کاری مشابه را آزمایش کرده بودد، مقایسه گردید. در بخش دوم نوترونیک، قلب راکتور شبیه سازی شد و میزان طیف نوترون به صورت شعاعی و ارتفاعی، ضریب تکثیر و غنای مناسب به دست آمد. در بخش نهایی، راکتور در نرم افزار انسیس شبیه سازی شد و دمای بخش های مختلف آن شامل سوخت، غلاف، خنک کننده سربی و پوسته فولادی به دست آمد. همپنین سرعت حرکت خنک کننده که به صورت گردش طبیعی راکتور را خنک میکند و نحوه حرکت آن محاسبه شد.
در این پروژه با مطالعه کارهای انجام شده و طراحی های روز صورت گرفته در زمینهی ساخت راکتور های VSMR، طراحی مفهومی یک راکتور VSMR برای شرایط با توانایی های جدید انجام شد. طرح حاضر یک طراحی مفهومی از راکتوری با قابلیت ساخت ساده و طول عمر بالا و زیر بحرانی است که دارای طیف نوترون سریع بوده و با توجه به سادگی طرح امکان ساخت آن با هزینه ای بسیار پایین تر نسب به راکتور های دیگر فراهم است.
