مقدمه

در یک راکتور از محاسبات مصرف سوخت به منظور بررسی مصرف ایزوتوپ ها مختلف بر حسب زمان، استفاده می شود.پیش بینی دقیق پارامترهای نوترونیک راکتور نیازمند شبیه سازی دقیق فرآیند ترابرد۱ذرات با استفاده از حل معادله ترابرد می باشد.کدهایی از قبیل کد WIMS، MCNPX و دراگن می توانند محاسبات مربوط به تهی شدن۲ را انجام دهند. به منظور انجام این محاسبات کد دراگن از ماژول EVO: استفاده می نماید.این ماژول محاسبات تهی شدن درون قلب۳ و خارج۴ آن را با استفاده از دو روش زیر انجام میدهد:

-۱ حالت شار ثابت۵

-۲ حالت توان ثابت۶

۱ transport 2 depletion× ۳ In-core 4 Out-of-core

۵ Constant flux depletion 6 Constant power depletion
811

در این مقاله صحت کد دراگن با استفاده از پیش بینی رفتار نوترونی یک مجتمع سوخت VVER-1000 LEU می باشد که این مجتمع سوخت حاوی UO2 و UO2GdO3 می باشد.
محاسبات مصرف سوخت در کد دراگن[۲]

معادلات تهی شدن برای ایزوتوپ های مختلف یک کتابخانه با استفاده از مصرف سوخت حل می شوند.در حالت محاسبات تهی شدن در درون قلب،فرض میشود که تغییرات شار برای هر مرحله زمانی۱ (دوره تابشی(۲ به صورت خطی باشد. تمامی اطلاعات مورد نیاز برای محاسبات مصرف سوخت پیدرپی در – ساختارهای داده مربوط به مصرف سوخت ذخیره میگردد.بنابراین، در هر زمان می توان به گام زمانی ماقبل رجوع کرد و محاسبات را دوباره از آنجا شروع نمود.

در هر مخلوط ایزوتوپی در یک سلول واحد، تهی شدن k ایزوتوپ در بازه زمانی ( (t0, tf به صورت زیر خواهد بود:

(۱)

(۲)

(۳)

(۴)

(۵)

(t) (t)  S (t) N k dN

k k k dt

(t)(t) a,k  k (t)  k 

K L
(t) N l (t)  mkl (t)N l a,k(t)(t) Ykl S k (t)  
l ۱ l ۱

x,l(u)(t,u)du  x,l(t)(t)

۰
x,k(t,u)(t,u)x,k(t0,u)(t0,u)
( (t  t0 , u) , u)(t0 x,k(tf,u)(tf,u)x,k(t0

t f  t0

که درآن داریم:

تعداد ایزوتوپ هایی که تهی می شوند K

تعداد ایزوتوپ های شکافت پذیر که محصولات فیژن تولید می نمایند. L

۱ Time stage 2 Irradiation period

۸۱۲

دانسیته k امین ایزوتوپ که وابسته به زمان می باشد

سطح مقطع وابسته به زمان و لتارژی۱ مربوط به k امین ایزوتوپ

x=a واکنش جذب ، x=f واکنش فیژن ، x= ، واکنش radiative capture

شار نوترون وابسته به زمان و لتارژی

بازده فیژن برای تولید محصول شکافت k ناشی از فیژن ایزوتوپ شکافت پذیر ، l

تابت واپاشی رادیواکتیو در ترم  x,l (t)(t) برای تولید ایزوتوپ k بوسیله ایزوتوپ l
تابت واپاشی رادیواکتیو برای ایزوتوپ k ام

دراگن محاسبات تهی شدن را به دو روش زیر انجام می دهد:

-۱حالت شار ثابت

(t) k N

(t, u) x,k 

(t,u)

Ykl

mkl (t)

k 

-۲ حالت توان ثابت- در این حالت، توان آزاد شده به ازای عنصر سنگین اولیه در ابتدای مرحله و انتهای آن برابر با مقدار ثابت W می باشد