Análise dos Parâmetros de Segurança Iniciais de um PWR Abastecido com Tório e Combustível Reprocessado
DOI:
https://doi.org/10.15392/2319-0612.2024.2688Palavras-chave:
PWR, GANEX, UREX+, Combustível reprocessado, Ciclo do combustível nuclear fechadoResumo
O ciclo aberto do combustível nuclear resulta no armazenamento de grandes quantidades de isótopos altamente radioativos. Alternativamente, o ciclo fechado, que envolve o reprocessamento e reutilização de combustível nuclear irradiado, leva a uma melhor utilização do combustível e à redução de resíduos radioativos de alto nível. Este estudo avalia a viabilidade de incorporar combustível reprocessado em um núcleo de Reator de Água Pressurizada (PWR). O núcleo PWR foi simulado com base nas dimensões dos componentes, definições de materiais e composições de combustível descritas no Benchmark for Evaluation and Validation of Reactor Simulations (BEAVRS). A configuração do núcleo contém originalmente apenas combustíveis à base de urânio enriquecidos em diferentes níveis, nomeadamente 1.6%, 2.4% e 3.1% em fração de peso de 235U, e foi tomada como caso de referência. Em seguida, o combustível irradiado de um PWR que atingiu uma queima de aproximadamente 33,000 MWd/tHM e um período de resfriamento de cinco anos foi teoricamente reprocessado usando duas técnicas: GANEX ou UREX+. Após o reprocessamento foi adicionado dióxido de tório às composições. Sendo assim, foram simuladas outras quatro configurações de núcleos PWR: duas com inserção de combustíveis reprocessados pela técnica GANEX ou UREX+ em substituição ao combustível à base de urânio enriquecido a 2.4% e outras duas com inserção de combustíveis reprocessados pelas técnicas GANEX ou UREX+ em substituição ao combustível à base de urânio enriquecido em 3.1%. O código Serpent foi utilizado para simular o reator e avaliar o fluxo de nêutrons, os coeficientes de reatividade de temperatura e o impacto da concentração de boro no refrigerante no fator de multiplicação efetivo. Os resultados indicam que o uso de combustível reprocessado neste núcleo PWR não é apenas viável, mas também vantajoso.
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