راکتور هسته ای

تاريخچه راكتورهاي VVER

اولين نيروگاه هسته اي با راكتور آب تحت فشار شوروي سابق، در شهر Novovoronezh در سال 1963 وارد مرحله بهره برداري شد. اين نيروگاه VVER-210 ناميده شد و قدرت الكتريكي آن 265 مگاوات بود. اين طرح در تكنولوژي وستينگهاوس الهام گرفته شده بود و نسبت به آن تفاوتها و كمبودهاي زيادي داشت. دومين راكتور از همين نوع به قدرت 336 مگاوات در همان شهر يعني Novovoronezh ساخته شد. در اين دو نيروگاه كه اولين نسل از نيروگاههاي VVER بود پوشش ايمن براي راكتور در نظر گرفته نشده بود. در واقع اين دو نيروگاه را مي‎توان به عنوان نيروگاههاي آزمايشي براي جمع آوري اطلاعات فني و تجربيات اوليه جهت توسعه نيروگاههاي VVER بعدي در نظر گرفت.

براساس تجربياتي كه از اين راكتورهاي نوع اول بدست آمد طرح استاندارد يك نيروگاه جديد به قدرت 440 مگاوات با راكتور آب تحت فشار از نوع VVER-230 ريخته شد و دو واحد از اين نيروگاه در سال 1972 و 1973 در همان شهر Novovoronezh وارد مرحله بهره برداري شدند.

براساس تجربياتي كه از نسل اول و دوم نيروگاههاي VVER بدست آمد طرح راكتورهاي V-213 تهيه شد و بخشي از كمبودهاي مدل V230 جبران شد.

دو واحد 440 مگاواتي از نوع V-213 كه در شهر Lovisa فنلاند ساخته شده بخصوص از نظر تكامل نيروگاههاي VVER جالب توجه بود. اين دو واحد كه از طرف شوروي سابق ساخته مي‌شد با تكنولوژي پيشرفته كشورهاي غربي بهبود يافت. انجام اين تغييرات در تحول بعدي نيروگاههاي VVER كاملاً مشهود بود.

از سال 1970 طراحي نيروگاههاي VVER به قدرت 1000 مگاوات شروع شد و چند سال بعد ساخت اولين نمونه آن آغاز شد.

اولين نيروگاه 100 مگاواتي شوروري سابق در سال 1980 Novovoronezh به بهره برداري رسيد. با اعمال تغييراتي در طراحي نيروگاه كه در دوران توسعه راكتورهاي 440 مگاواتي بدست آمده بود، منجر به بهبودهاي اساسي در طراحي راكتور VVER-1000 شد. از جمله نوآوريهايي كه در اين نوع راكتورها اعمال شده كه در مدلهاي جديد راكتورهاي 440 مگاواتي نيز به كار رفته است مي‎توان به موارد زير اشاره كرد.

• ايجاد يك پوشش ايمني دوجداره كه جدار خارجي آن از بتن پيش فشرده مي‎باشد.
• پوشانيدن جدار داخلي ديگ فشار از يك لايه فولاد ضد زنگ براي جلوگيري از خوردگي
• افزايش چگالي قدرت قلب راكتور با يكنواخت تر كردن انتقال حرارت در حجم قلب و افزايش سرعت آب خنك كننده.
• بكارگيري مكانيسم هاي الكترومغناطيسي براي حركت دادن چنگك هاي كنترل
• استفاده از اسيد بوريك علاوه بر ميله هاي كنترل براي كنترل راكتور
• استفاده از يك توربين واحد 1000 مگاواتي يا دو توربين موازي.
• توربين ژنراتورهاي هر راكتور در ساختماني جداگانه و به صورت يك مجموعه مجزا در كنار ساختمان راكتور قرار مي گيرند.

اين تغييرات به تدريج در مدلهاي V-302 , V-187 و مدل جديد V-3205 انجام شده است. در طرحهاي جديد نيروگاه 1000 مگاواتي روسي، از اواخر دهه 80 از طرح راكتورهاي جديد V-410 و V-392 استفاده شد و طرحهاي مربوط به آنها به ترتيب NPP-92 , NPP-91 نام گرفته اند. [3]

2-3-3- ديگ فشار

ديگ فشار قسمتي از راكتور هسته اي است كه شامل قلب راكتور، بازتابنده هاي نوترون، لوله هاي عبور دهنده آب خنك كننده و موارد ديگر مي‎باشد. براي ساخت ديگ فشار از آلياژهاي فولاد با تركيب معيني از منگنز- نيكل و موليبدن استفاده مي‎شود.

ديگ فشار به صورت استوانه ها و قطعاتي كه بعداً به يكديگر جوش داده مي‎شوند ساخته مي‎شود. اين ديگ از دو قسمت بالا و پائين تشكيل شده است. قسمت بالا يا سرپوش ديگ از يك تكه فولاد مشابه جنس بدنه تشكيل شده و توسط پيچ و مهره به قسمت پائين متصل مي‎شود. سرپوش ديگ از داخل با قشري از فولاد ضدزنگ پوشانيده شده و سوراخهايي روي آن براي حركت چنگكهاي كنترل و لوازم اندازه گيري در نظر گرفته شده است. [3]

در هنگام ساخت يك ديگ فشار براي راكتور VVER توجه به نكات مهم زيادي لازم است چرا كه راكتور مي بايست بيش از 30 سال كار كند و در طول اين مدت در شرايط مختلف زيادي قرار مي‎گيرد. شرايطي نظير فشار و دماي بالاي خنك كننده، تابش قوي شار نوترون، سرعت بالاي جريان خنك كننده و ساير شرايط سخت ديگر.

 مجتمع هاي سوخت در رآكتور VVER-1000

مجتمع سوخت راكتور VVER-1000 مجموعه اي از ميله هاي سوخت است كه به صورت شبكه مثلثي با گام 75/12 ميلي متر در مجتمع سوخت در كنار هم چيده شده اند. هر مجتمع سوخت راكتور VVER-1000 داراي 312 ميله سوخت مي‎باشد.

در هر مجتمع سوخت 18 كانال براي ميله هاي جاذب (هر ميله كنترل شامل 18 ميله جاذب مي‌باشد) و يك كانال هم در مركز براي قرار گرفتن سنسورهاي اندازه گير نوترون وجود دارد. اين كانالها در واقع لوله هايي هستند كه از بالا در كلاهك و از پائين در دنباله توسط جوش محكم مي‎شوند. هر ميله كنترل داراي 18 ميلة جاذب و يك ميلة مركزي مي‎باشد. اين 18 ميله جاذب با پائين آمدن ميلة كنترل وارد 18 كانال موجود در هر مجتمع سوخت مي‎شوند و ميلة سنترال وارد كانال مركزي مجتمع سوخت مي گردد. [محمودي]

سوخت موجود در ميله هاي سوخت دي اكسيد اورانيوم مي‎باشد. كه اورانيوم 235 موجود در سوخت داراي غنايي بين 6/1% تا 4/4% مي‎باشد و مجموع دي اكسيد اورانيوم به كار رفته در يك ميله سوخت حدود 1565 گرم است.

موادي كه در ميله هاي كنترل به عنوان جاذب از آنها استفاده مي‎شود B₄C (كاربيد بور) مي‎باشد. كاربيد بور به صورت پودر با تراكم kg/m³ 1700 مي‎باشد. كاربيد بور را درون غلافي جا مي دهند كه اين غلاف حاوي كاربيد بورايك ميلة جاذب مي‎نامند. هر ميله كنترل شامل 18 ميله جاذب است. (شكل 2)

در بعضي از مجتمع هاي سوخت از سموم قابل سوخت بجاي تعدادي از ميله هاي سوخت استفاده مي نمايند. اين سموم اولاً شرايطي را مهيا مي سازند تا ميزان تراوش انرژي در قلب راكتور به صورت شعاعي، به طور متعادل و يكنواخت صورت پذيرد و ثانياً تنظيم سوخت سوخت را در مدت زمان معين ميسر مي سازند. ثالثاً موجبات تغييرات يكنواخت تر راكتيويته راكتور را فراهم مي‌كنند.

ماده اي كه به عنوان سم در اينجا مصرف مي‎شود دي بوريد كرم (CrB₂) هر كدام از بسته هاي  مصرف شدني شامل 18 ميلة محتوي دي بوريد كروم هستند. ساختار اين بسته ها شبيه ساختار ميله هاي كنترل مي‎باشد با اين تفاوت كه اين ميله ها ثابت در جاي خود قرار مي گيرند و در طول مدت يك دوره بهره برداري، از عمل خود حركت نمي كنند. [محمودي]

مولدهاي بخار

مولدهاي بخار راكتورهاي VVER-1000 بر خلاف مولدهاي بخار راكتورهاي PWR به صورت افقي مي باشند. از مزاياي افقي بودن اينگونه مولدهاي بخار مي‎توان به دو برابر بودن حجم آب در گردش آن نسبت به مشابه آن در راكتورهاي PWR ، اشاره كرد. اما عيب عمده آن، احتمال نشت آب از مدار اوليه به مدار ثانويه مي‎باشد. [2]

كاربرد مولدهاي بخار عبارتست از:

• انتقال حرارت خنك كننده مواد اول به آب تغذيه مدار دوم و گرم كردن آن تا رسيدن به درجه حرارت نقطه جوش
• تبديل آب تغذيه مدار دوم به بخار اشباع
• جذب رطوبت بخار و توليد بخار اشباع خشك

اجزاء تشكيل دهنده مولد بخار

• محفظه بخار
• جداكننده رطوبت از بخار
• هدر آب تغذيه اصلي
• هدر آب تغذيه اضطراري
• صفحه مشبك (يكنواخت كننده سرعت بخار)
• تكيه گاه
• كمك فنر اتكاء
• سطح سنجها
• شيرهاي اطمينان

از نظر ترموديناميكي مولدهاي بخار عمودي داراي مزاياي بيشتري نسبت به مولدهاي بخار افقي مي باشند. چرا كه وزن آب باعث حركت ثقلي شده كه اين مسئله بخصوص به هنگام از كار افتادن پمپها و شرايط حادثه انتقال حرارت، حائز اهميت است.

كدهاي محاسباتي نوتروني

مقدمه

كدهاي هسته اي محاسباتي نوتروني به چند دسته صفر، يك، دو و سه بعدي تقسيم مي‎شوند. كدهاي صفر بعدي اثرات فضايي را فقط در يك سلول مورد بررسي قرار مي دهند و در محاسبات مصرف سوخت، رآكتور را به مانند چشم نوتروني نقطه اي فرض مي نمايند و قادر به انجام محاسبات سلولي مي باشند. اصولاً علاوه بر اين كه شكل تغييرات، جريان، شكل هندسي و تركيب قلب نيز به صورت صحيح نشان داده نمي‎شوند كه اينگونه كدها تنها در تخمين محاسبات اوليه، مانند تخمين تغييرات رآكتيويته با مصرف سوخت و يا توليد ثوابت گروهي جهت استفاده در محاسبات سه بعدي و … كاربرد دارند. در ميان اين كدها، كدهايي مانند wims داراي قابليت بيشتري در پرداختن به جزئيات دارند.

براي كاربردهاي طراحي و آناليز قلبهاي چند ناحيه اي معمولاً از مدل نظريه پخش در يك تا سه بعدي و دو تا چهار گروهي براي راكتورهاي آب سبك (LWR) كه خنك كننده آن آب مي‎باشد، مانند PWR استفاده مي‎شود. كدهاي يك بعدي فرض مي‌كند كه نوترونها تنها در يك جهت x مولفه شعاعي جريان دارند، مثلاً در چند شعاعي و قلب به صورت نواحي استوانه اي در نظر گرفته مي‎شود و نشت در جهت محور عمودي با استفاده از كلينگ هندسي تعيين مي‎شود كه نمونه‌اي از اين كدها عبارتند از كدهاي AIM , FOG.

كدهاي دوبعدي نظريه پخش، بررسي مجتمعهاي سوخت و يا قسمتهاي بزرگي از قلب را با دقت و جزئيات قابل توجهي امكانپذير مي نمايند. ميله هاي كنترل، آبراهها، وسايل اندازه گيري و نواحي با غناي متفاوت، در اين كدها منحصراً قابل آناليز هستند و نمونه اي از اين كدها عبارتند از كدهاي EQUIPOISE , EXTERMIWATOR .

كدهاي سه بعدي قادر به حل معادله سه بعدي پخش در چند گروه مي باشند از جمله اين كدها، كدهاي CITATION , TRITON هستند.

كد محاسبات سلولي wims

تئوري كد wims

در wims از به هم پيوستن مجموعه اي از برنامه ها كه به زبان فرترن 4 نوشته شده، تشكيل يافته است. تغييرات به وجود آمده در اين كد شامل قابليت مدلي كردن هندسه هاي پيچيده مي‎باشد. اين كد قابليت توليد ثوابت گروهي، ضريب تكثير بي نهايت، ضريب تكثير مؤثر و تعداد ديگري از پارامترهاي شبكه راكتور در حالت ايستايي و انجام محاسبات مصرف سوخت را دارد. در اين طرح از كد 1 wins D/4 استفاده شده است. اين كد قابليت انجام محاسبات نوتروني براي اشكال مختلف سوخت (صفحه اي، استوانه اي، كره اي و يا چند ضلعي) را در يك آرايه منظم و يا به صورت خوشه اي دارا مي‎باشد. بانك داده ها در اين كد شامل 14 گروه سريع، 13 گروه رزونانسي و 42 گروه حرارتي است. ابتدا كد مذكور با در نظر گرفتن شكل ساده اي از سلول، كه در آن با توجه به انتخاب كاربر، نواحي مختلفي با عناوين سوخت، غلاف، خنك كننده، كند كننده و بازتابنده وجود دارد، شار نوتروني را براي اين نواحي در 69 گروه انرژي بدست مي‎آورد و سپس براي چند گروهي كه توسط كاربر تعيين مي شود، ثوابت گروهي را براي تمام مواد در سلول انتخاب شده محاسبه مي نمايد. سپس تصحيح حاصل از نشت، توسط باكينگ در جهت شعاعي و عمودي، وارد مي گردد.

كد wins-D/4 معادلة ترانسپورت را به صورت عمودي و با استفاده از تكنيكهاي مختلف حل مي‌كند. در ابتدا سطح مقطع هاي ناحيه رزونانسي توسط قضية هم ارزي و با استفاده از كتابخانه اي از انتگرال هاي رزونانسي بدست مي آيند. با استفاده از تئوري برخورد طيف انرژي 69 گروهي براي شبكه يك المان هندسي ساده شده محاسبه مي‎شود. سپس مي‎توان از اين طيف انرژي 69 گروهي براي متراكم كردن سطح مقطع ها در گروههاي انرژي موردنياز استفاده كرد. سپس معادله ترانسپورت با استفاده از جزئيات بيشتري از هندسه موردنظر و در گروههاي انرژي انتخاب شده توسط روش carlson DSN و يا روشهاي احتمالي برخورد حل مي گردد. محاسبات نشت نيز با استفاده از تئوري پخش يا روش B1 بدست مي آيند.

گروههاي انرژي و كتابخانه كد WIMS

كتابخانه كد محاسباتي WIMS ، كتابخانه اي برگرفته از كتابخانه هاي استاندارد مي‎باشد كه در حال حاضر توسط چندين آزمايشگاه و سازمانهاي مرتبط با تكنولوژي هسته اي ايجاد و يا در حال توسعه مي‎باشد. مهمترين كتابخانه ها عبارتند از WIMKALL , JNDEL , ENDF ساختار كتابخانه هاي كد wims يكسان بوده و تنها تعداد گروههاي انرژي و تعداد مواد در نظر گرفته شده براي هر كتابخانه موجب تمايز كتابخانه ها از يكديگر مي‎شود. ضمن اينكه شماره شناسه بكار گرفته شده براي عناصر در كتابخانه هاي مختلف ممكن است متفاوت باشد.

يكي از كتابخانه هاي معتبر براي كد Wims  كتابخانه مستخرج از كتابخانه ENDFB6 مي‎باشد. اين كتابخانه داراي دو نسخه 69 گروهي و 172 گروهي مي‎باشد. در نسخه 69 گروهي، گروههاي انرژي متشكل از 14 گروه در ناحيه سريع، 13 گروه در ناحيه رزونانس و 42 گروه در ناحيه حرارتي مي‎باشد. محاسبات در كد WIMS  قادر به اجرا در تمامي 69 گروه يا تنها در گروههاي انتخابي براي كاهش زمان پردازش مي‎باشد.

ساختار كد wims

كد wims از چند زنجيره تشكيل شده است كه هر كدام داراي يك زيربرنامه اصلي خاص خود هستند. كد wims داراي 17 زيربرنامه اصلي مي‎باشد كه 16 تاي آنها مربوط به 16 زنجيره به كار رفته در كد است كه عبارتند از ICHNO1 ….. ICHN16 و زيربرنامه ديگر مربوط به قسمت خواندن نخستين بخش از داده هاي ورودي مي‎باشد كه PRELUD نام دارد.

 فايل ورودي كد wims

فايل ورودي كد wims شامل سه قسمت اصلي است.

• داده هاي مقدماتي Prelude Data

در اين قسمت از ورودي داده هاي اوليه موردنياز كه wins نظير تعداد و نحوه تقسيم بندي گروههاي انرژي، تعداد و تقسيم بندي مش ها و همچنين تعداد نوع روش محاسبات منظور مي‎شود.

• داده هاي اصلي Main Data

در اين قسمت از ورودي، مشخصات فيزيكي مسئله مانند تعيين ابعاد ناحيه مورد بحث و تقسيم بندي آن و تعيين نوع و مقدار مواد بكار گرفته در آن ناحيه، لحاظ مي‎شود.

• داده هاي ويرايشي Edit Data

در اين قسمت از ورودي داده هاي مربوط به كنترل فايل خروجي و نحوه و ميزان درج اطلاعات لازم در فايل خروجي، منظور مي‎شود.

در فايل ورودي كد wims معمولاً سه هندسه متداول استفاده مي‎شود كه عبارتند از:

• همگن (Homogeneous)
• تك سلولي (Pincell)
• خوشه اي (Cluster)

حال بسته به نوع هندسه انتخاب شده، ساير داده هاي ورودي در فايل ورودي قرار مي گيرند. در محاسبات همگن، هندسه خاصي وجود ندارد بلكه فقط يك تركيب ماده واحد وجود دارد. در محاسبات تك سلولي، يك سلول به عنوان ميله سوخت واحد در نظر گرفته مي‎شود و غلاف و خنك كننده مربوطه نيز سلولهاي ديگري را تشكيل مي‎دهند. در محاسبات خوشه اي معمولاً يك مجتمع سوخت مورد بررسي قرار مي‎گيرد. در اين روش خنك كننده و كند كننده نيز بخشي از مجتمع سوخت را شامل مي‎شوند.

شرح مختصري در ارتباط، كارتهاي فايل ورودي.

CELL : نوع سلول را مشخص مي نمايد. براي مدل cluster عدد 7 و براي مدل pincell عدد 6 در نظر گرفته مي‎شود.

SEQUENCEI : روش حل معادله ترانسپورت را تعيين مي‌كند كه عدد 4 مربوط به روش pij+PER و ورود اعداد 1، 2، 3 به ترتيب مربوط به روش هاي Pij , PER , DSN مي‎باشد.

 NGROUP i j – تعداد گروههاي انرژي را مشخص مي نمايد.

i  = تعداد گروههاي انرژي

j  = تعداد گروههاي محاسبه نرخ واكنش

 NMATERIAL i j : تعداد مواد بكار رفته را مشخص مي نمايد.

= i تعداد كل مواد مسئله

= j تعداد موادي كه متحمل Burnup مي‎شوند.

= k تعداد موادي كه در PERSIUS استفاده مي‎شوند.

NREGION i j k   –

= i تعداد حلقه هاي سلول

= j تعداد حلقه هاي سلول كه شامل ميله سوخت است.

= k تعداد نواحي (Region)

NMESH = تعداد مشهاي داخل سلول كه در حل معادله ترانسپورت استفاده مي‎شود را مشخص مي نمايد. معمولاً براي هر ناحيه Region يك مش در نظر گرفته مي‎شود.

NREACT = شامل يك عدد است كه تعداد R.R هسته ها را تعيين مي‌كند.

NRODS – فقط در روشهاي DSN , PERSUES , Pij كاربرد دارد. از هفت عدد تشكيل مي‎شود. عدد اول مربوط به تعداد ميله‌ها در خوشه‏، عدد دوم مربوط به فاكتور تقارن در خوشه و عدد سوم و چهارم مربوط به تعداد خطوط و زوايا در مش و عدد پنجم مربوط به تعداد ميله‌ها و عدد ششم مشخص كننده حداكثر ميله‌هاي فرعي (Rod subs) در هر نوع و عدد هفتم مربوط  به حداكثر Sector در هرميله است.

ANNULUS: از سه عدد تشكيل شده است.

1- شماره حلقه (شمارش از مركز)

2- شعاع خارجي حلقه برحسب cm

3- شماره مواد براي تمام قسمت‌هايي كه ميله اشغال نكرده است.

POLXCOON- براي نواحي كه به شكل چند ضلعي است و حداكثر آن تعداد آن برابر NREGIO مي‌باشد. از چهار عدد تشكيل شده است.

1- شماره چند ضعلي         3- شماره ماده داخل چند ضلعي

2- تعداد اضلاع چندضلعي     4- فاصله از مركز تا ديواره چندضلعي

NPIG- تعريف ناحيه داخلي و روش pij با اين كارت انجام مي‌شود كه با شماره ناحيه‌اي كه به عنوان ناحيه داخل در نظر گرفته شده‏ مشخص مي‌شود.

RODSUBN: مشخصات ميله سوخت نوع N را تعيين مي‌نمايد. از چهار عدد تشكيل مي‌شود.

1- شماره نوع ميله سوخت             3- شعاع خارجي ناحيه

2- شماره ناحيه داخل ميله سوخت      4- شماره ماده داخل ميله

ARRAYN: موقعيت ميله‌هاي نوع N را مشخص مي‌ناميد و حداكثر از 12 سري از اعداد چهارتايي مي‌باشد.

N نوع ميله را مشخص مي‌نمايد. كه مشخصات آن با چهار عدد تعيين مي‌شود عدد m، اگر m = 1 باشد آنگاه دومين عدد تعداد ميله‌ها نوع N، سومين عدد شعاع حلقه، و چهارمين عدد زاويه يكي از حلقه‌ها برحسب راديان است.

M از عدد 1 تا عدد شش مي‌تواند مقداردهي شود. كه با تعريف m = 2 و … اعداد بعدي بوسيله آن تعريف مي‌شود.

MATERIAL: شامل 5 عدد است p:sb, n, t, d, m

m: شماره ماده         n: نوع طيف ماده (1- سوخت. 2- غلاف. 3- خنك‌كننده. 4- كند كننده)

d: چگالي ماده برحسب

t: دما برحسب ؟؟؟  l: st: شامل جفت اعدادي است كه عدد اول عدد مشخصه همتراز كتابخانه كد ??? و عدد دوم درصد وزني آن مي‌باشد.

اگر de-1 باشد آنگاه عدد دوم در l:st چگالي اتمي برحسب

FEWGROUPS                       p:sb

بوسيله آن تعداد گروه‌هاي انرژي را مشخص مي‌نمايند.

آخرين عدد در اين كارت تعداد گروه‌هاي انرژي كتابخانه مشخص مي‌نمايد.

BUCKLING   l: st

l:st شامل دو عدد است: 1- باكلينگ شعاعي. 2- باكلينگ محوري اگر محاسبات BURNUP مدنظر باشد ممكن است دو عدد ديگر نيز اضافه شود.

POWERCE     I           g          t           nt

اين كارت براي كنترل محاسبات مصرف سوخت بكار مي‌رود.

i= مشخص كننده واحد مورد استفاده براي g است.

i= 1 در اين صورت q مشخص كننده        عناصر سنگين برحسب

i= 2

i= 3

i= 4 آنگاه q نمايانگر شار كلي برحسب  مي‌باشد.

i= 6 آنگاه q نمايانگر شار حرارتي برحسب  مي‌باشد.

5-3- فايل خروجي كد WIMS

فايل خروجي WIMS متشكل از 16 قسمت (زنجيره) مي‌باشد. هر زنجيره شامل اطلاعات خاصي از نتايج محاسبات مي‌باشد. كه مي‌توان با اعمال انتخابهاي لازم در فايل ورودي تعداد زنجيره‌ها را در فايل خروجي كنترل كرد.

در قسمت اول فايل خروجي كد WIMS قسمت اوليه فايل ورودي (Prelude Data) به همراه پارامترهاي كتابخانه استفاده شد. نظير تعداد عناصر‏، تعداد گروههاي انرژي و غيره آورده شده است. بعد از اين قسمت اطلاعات مربوط به زنجيره‌ها در فايل خروجي نوشته شده است.

t= فاصله زماني (برحسب روز) تابش‌دهي در هر مرحله محاسبات مصرف سوخت مي‌باشد.

nt= تعداد مراحل با فاصله زماني t مي‌باشد.

Poison n= n تعداد مناطق كمكي براي Burnable poison مي‌باشد در حالت pincell.

Poison  i, j= از اين ورودي براي محاسبات مصرف سوخت در Picellهاي يا جذب بالا استفاده مي‌شود.

i= شماره ناحيه مورد محاسبه در محاسبات Pincell

j= شماره ناحيه در سم داخل ميله (Pin)

كد محاسبات قلب رآكتور CITATION

در محاسبات قلب راكتور از كد CITATION استفاده مي‌نمائيم. در اينجا به معرفي مختصر اين كد مي‌پردازيم.

تئوري كد

اين كد قابليت حل معادلات چندين گروهي، پخش (تابع زمان هر مكان) را با استفاده از روش اختلاف محدود در دو يا سه بعد و چندين گروه انرژي دارا مي‌باشد. اين ابعاد مي‌توانند  و
(x, y, z) يا  و … باشند كه بسته به نوع هندسه قلب بهترين وضعيت انتخاب مي‌شود.

معادله پخش چند گروهي زير توسط اين كد با روش Equipoise حل مي‌شود.

H: تعداد گروهها

: در دو بعد براي صفحه x, y يا هندسه r،

: هندسه r, z

: اثر پراكندگي از گروه g به گروه h

g < h                Down – Scattering

g > h                UP- Scattering

در حل معادله پخش، بسته به هندسه قلب و تقارن موجود مي‌توان كل قلب، يك دوم، يك سوم، يك چهارم، يك ششم و … قلب را در نظر گرفت و شرايط مرزي چپ و بالا را بصورت گراديان شارنوتروني صفر بحساب آورد.

قابليت‌هاي كد محاسباتي CITATION

1- انجام محاسبات قلب در مختصات يك بعدي‏، دو بعدي و سه بعدي

2- امكان بكار بردن هندسه‌هاي مختلف همانند زير

– تيغه يك بعدي (X)، دو بعدي (X- Y) و سه بعدي (X- Y- Z)

– استوانه يك بعدي (R)، دو بعدي (R-Z) و سه بعدي

– سه ضلعي دوبعدي (T) و سه بعدي (T, Z)

– شش ضلعي دوبعدي (H) و سه بعدي (H, Z)

3- امكان پراكندن نوترون از هر گروه به گروه ديگر

4- قبول سه نوع شرايط مرزي خارجي شامل شار صفر، گراديان شار صفر و شرايط متناوب

5- حل مسائل مربوط به مقادير ويژه، چشم ثابت و جستجو روي چگالي هسته‌ها.

6- تعيين شار نوترون، چگالي نوترون و توليد نوترون در هر نقطه از قلب، نرخ واكنش هسته‌ها، تعادل توليد و مصرف نوترون در تركيبات مختلف و حرارت توليد شده در طول كانال خنك كننده.

7- تعيينت چگالي قدرت توليدي در هر نقطه از قلب رآكتور با توجه به سطح قدرت كاري رآكتور.

اطلاعات ورودي كد CITATION

براي حل معادلات چند گروهي پخش نوترون در محيط محدود توسط اين كد پايه اطلاعات اوليه مورد نياز آن را تأمين كنيم.

در بخش 001 پارامترهاي كنترل كننده عمومي نظير نوع مسئله مورد بررسي (محاسبه ضريب تكثير‏، چشم ثابت، عمل جستجو بر روي چگالي هسته‌ها و …)

محاسبات اختلال جهت سيال خنك كننده در قلب، چگونگي پايان محاسبات، نحوه چاپ نتايج، زمان تكرار حلقه‌ها در برنامه و غيره تعيين مي‌شوند.

در بخش 003 پارامترهاي مورد نياز براي محاسبات شار نوترون وارد مي‌شود. برخي از اين پارامترها عبارتند از: معرفي نوع هندسه مسئله، شرايط مرزي، سطح قدرت قلب، تعداد Zonهاي مورد استفاده در مسئله و كسري از قلب كه در محاسبات در نظر گرفته مي‌شود.

در بخش 004 نحوه مش‌بندي قلب، تعداد مشها و فاصله بين نقاط مش مشخص مي‌گردد.

در بخش 005 ترتيب قرار گرفتن تركيبات مختلف در قلب توسط يك ماتريس عددي تعيين مي‌شود. در اين ماتريس  هر آرايه نماينده يك نوع ماده است.

در بخش 008 تعداد گروههاي انرژي و تعداد گروههاي پراكندگي به بالا و پائين و ثوابت گروهي موادي كه در بخش 005 تعريف شدند وارد مي‌شود.

اين ثرابت عبارتند از ضريب پخش نوترون (D)، سطح مقطع پراكندگي نوترون به گروههاي ديگر () و حاصلضرب .

پس از اتمام داده‌هاي ورودي، عدد 999 در انتهاي فايل وارد مي‌شود كه بيانگر پايان اطلاعات ورودي مي‌باشد.

خروجي كد CITATION

برحسب نوع نياز و انتخاب كاربر در فايل ورودي، خروجي كد كه شامل اطلاعاتي نظير ضريب تكثير مؤثر قلب، شار گروهي نوترونها در نقاط مختلف قلب، نرخ واكنش، موازنه نوتروني در هر يك از تركيبات، چگالي قدرت نقطه‌اي، قدرت توليدي توسط هر يك از بسته‌هاي سوخت و … مي‌باشد.