Dynamics of energy release in a nuclear reactor core

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

The development of the reactor technology and neutrino physics with nuclear reactors requires a continuous refinement and expansion of our knowledge of the reactor as an antineutrino source. The new estimation of the thermal energy released per fission for the standard campaign of the thermal neutron reactor has been performed. The calculation takes into account the new reactor antineutrino spectrum, updated nuclear databases, and the fuel burnup details.

Full Text

Restricted Access

About the authors

V. I. Kopeikin

NRC “Kurchatov Institute”

Author for correspondence.
Email: Kopeykin_VI@nrcki.ru
Russian Federation, Moscow

D. V. Popov

NRC “Kurchatov Institute”; NRNU MEPhI

Email: Popov_DV@nrcki.ru
Russian Federation, Moscow; Moscow

M. D. Skorokhvatov

NRC “Kurchatov Institute”; NRNU MEPhI

Email: Skorokhvatov_MD@nrcki.ru
Russian Federation, Moscow; Moscow

References

  1. F. Reines and C. L. Cowan, Jr., Phys. Rev. 92, 830 (1953).
  2. V. Kopeikin, M. Skorokhvatov, and O. Titov, Phys. Rev. D 104, L071301 (2021).
  3. В. И. Копейкин, Ю. Н. Панин, А. А. Сабельников, ЯФ 85, 3 (2021).
  4. В. В. Петрунин, Ю. П. Фадеев, А. Н. Пахомов, К. Б. Вешняков, В. И. Полуничев, С. В. Кабин, А. Ю. Турусов, ВАНТ. Сер. Физика ядерных реакторов, № 1, 91 (2019).
  5. А. В. Лысиков, Е. Н. Михеев, А. Н. Самохвалов, Ю. Р. Ярополов, А. Е. Глушенков, О. П. Константинов, ВАНТ. Сер. Материаловедение и новые материалы 115, 97 (2022).
  6. Г. А. Кравченко, С. В. Рассамагин, С. В. Русанов, И. Ю. Косарев, Исследования наукограда 1, 60 (2014).
  7. M. F. James, J. Nucl. Energy 23, 517 (1969).
  8. В. И. Копейкин, Препринт ИАЭ-4305/2, Москва (1986).
  9. А. Ф. Бадалов, В. И. Копейкин, ВАНТ. Сер. Ядерные константы, № 2, 22 (1988).
  10. В. И. Копейкин, Л. А. Микаэлян, В. В. Синев, ЯФ 67, 1916 (2004).
  11. X. B. Ma, W. L. Zhong, L. Z. Wang, Y. X. Chen, and J. Cao, Phys. Rev. C 88, 014605 (2013).
  12. M. Wang, W. J. Huang, F. G. Kondev, G. Audi, and S. Naimi, Chin. Phys. C 45, 030002 (2021).
  13. D. A. Brown, M. B. Chadwick, R. Capote, A. C. Kahler, A. Trkov, M. W. Herman, A. A. Sonzogni, Y. Danon, A. D. Carlson, M. Dunn, D. L. Smith, G. M. Hale, G. Arbanas, R. Arcilla, C. R. Bates, B. Beck, et al., Nuclear Data Sheets 148, 1 (2018).
  14. A. L. Nichols, D. L. Aldama, and M. Verpelli, Handbook of Nuclear Data for Safeguards: Database Extensions. IAEA Nuclear Data Section (Vienna, 2008).
  15. D. Adey et al. (Daya Bay Collab.), Phys. Rev. Lett. 123, 11801 (2019).
  16. В. Н. Выродов, И. Декле, Э. де Керрет, Ю. В. Козлов, Б. Лефиевр, В. П. Мартемьянов, И. Н. Мачулин, Л. А. Микаэлян, М. С. Оболенский, М. Д. Скорохватов, С. В. Сухотин, А. В. Этенко, Письма в ЖЭТФ 61, 161 (1995).
  17. Е. С. Глушков, В. Е. Демин, Н. Н. Пономарев-Степной, А. А. Хрулев, Тепловыделение в ядерном реакторе (Энергоатомиздат, Москва, 1985).
  18. В. М. Горбачев, Ю. С. Замятнин, А. А. Лбов, Взаимодействие излучений с ядрами тяжелых элементов и деление ядер (Атомиздат, Москва, 1976).
  19. Таблицы физических величин, Под ред. акад. И. К. Кикоина (Атомиздат, Москва, 1976).
  20. В. И. Копейкин, ЯФ 75, 165 (2012).
  21. Д. В. Попов, М. Д. Скорохватов, Письма в ЭЧАЯ 20, 5 (2023).
  22. L. Perisse, A. Onilion, X. Mougeot, M. Vivier, T. Lasserre, A. Letourneau, D. Lhuillier, and G. Mention, arXiv: 2304.14992v2 [nucl-ex].
  23. P. Vogel, G. K. Schenter, F. M. Mann, and R. E. Schenter, Phys. Rev. C 24, 1543 (1981).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Energy of β- and γ-radiation of undecayed fission products ΔEβγ depending on the time t of the fission chain reaction of a standard annual campaign of a reactor with a three-year fuel cycle: 1 — 235U; 2 — 238U; 3 — 239Pu; 4 — 241Pu.

Download (78KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Heat release (continuous curves) during neutron capture without fission during the first three campaigns of the WWER reactor and then upon reaching the steady-state operating mode. The dotted lines between the campaigns show the fuel reloads in the reactor. The dash-dotted line separates the individual reactor campaigns.

Download (76KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Total thermal energy Eƒ (a) and contributions of individual fissile isotopes αi (1 — 235U; 2 — 239Pu; 3 — 238U; 4 — 241Pu, ∑αi = 1) to the total number of fissions (b) for a standard annual campaign of a WWER reactor. The inset (a) shows the Eƒ curve with a logarithmic time scale t.

Download (112KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences