Optimalizace aktivní zóny malých reaktorů

Abstract

Tématem disertační práce je příprava nového referenčního neutronového pole formovaného grafitovým materiálem. Tato práce obsahuje popis současných experimentálních kapacit s kvalitou referenčních neutronových polí a analyzuje stav výzkumných infrastruktur využívající grafit. Reaktorový grafit je důležitým materiálem pro výzkum v jaderném průmyslu a pro samotný vývoj nových pokročilých reaktorů, SMR reaktorů a reaktorů IV. generace. Vytváření experimentálních prostředí s referenčními poli neutronů pro ověřování neutronických vlastností a samotné zpřesňování vlastností reaktorového grafitu, s ohledem na tvarování neutronového pole, je velice důležité pro zdárný budoucí vývoj těchto reaktorů. Práce obsahuje detailní popis celé sady integrálních experimentů realizovaných na experimentálním jaderném reaktoru LR-0 s využitím reaktorového grafitu jako vložného materiálu. Hlavním cílem byla charakterizace dvou konkrétních konfigurací aktivní zóny reaktoru LR-?0, přičemž byly sestaveny a analyzovány i jednoduché benchmarkové grafitové experimenty pro porozumění vlivu reaktorového grafitu na transport a zpomalování neutronů. Předkládané konfigurace aktivních zón a jednoduchých grafitových sestav poskytují široké portfolio experimentálních infrastruktur s vysokou mírou jejich popisu v kontextu budoucího využití. V rámci práce bylo provedeno několik experimentů v různých konfiguracích s různými zdroji neutronů za účelem charakterizovat dané neutronové pole a připravit podklady pro následné vytvoření referenčního pole na pracovišti reaktoru LR-0 na bázi grafitu. Dalším přínosem je také identifikování a popis nesrovnalostí v popisu chování grafitu při transportu neutronů vyšších energií v různých knihovnách jaderných dat. Výstupem práce je vytvoření nového dobře popsaného neutronového pole tvarovaného grafitem, které bude benchmarkováno v mezinárodních databázích a bude usilovat o zařazení mezi referenční neutronová pole.