Zeitschrift für Kernenergiewissenschaft und Energieerzeugungstechnologie

Änderungen der Isotopenzusammensetzung des Brennstoffmaterials im Kern des Nigeria Research Reactor-1 (NIRR-1)

Salawu A, Balogun GI, Jonah SA, Zakari YI

Während des Reaktorbetriebs werden Isotope im Brennstoff für die Kernspaltungsreaktion verbraucht, während andere zusätzlich zu den im Kernspaltungsprozess entstehenden Spaltprodukten in neue Isotope umgewandelt werden. Der Nigeria Research Reactor-1 (NIRR-1) ist seit 2004 in Betrieb und die zu erwartenden Veränderungen der Isotopenzusammensetzung des Brennstoffs während dieser Betriebszeit wurden berechnet. Die Ergebnisse der Erschöpfungs-/Abbrandberechnungen zeigen, dass der derzeitige Nigeria Research Reactor (NIRR-1) in etwa 10 Betriebsjahren einen Abbrand von weniger als 1 % aufweist. Die Umwandlungsrate des Systems ist ebenfalls kleiner als eins, da die durchschnittliche Anzahl der im System produzierten spaltbaren Atome sehr viel geringer ist als die im Brennstoff verbrauchten spaltbaren Atome . Eines der beiden wichtigen sättigenden Spaltprodukte erreichte innerhalb der ersten paar Tage des Betriebs von NIRR-1 das Gleichgewichtsniveau, während das andere nie die Gleichgewichtskonzentration im Kern des Systems erreichte. Die konzentrierten Spaltprodukte bauen sich vom Beginn der Lebensdauer bis zum Ende des Brennstoffzyklus linear mit der Zeit auf. Der effektive Multiplikationsfaktor des Systems nimmt in den ersten Tagen seines Betriebs sehr schnell ab und nimmt mit der Zeit weiterhin allmählich ab.