Zwiększanie bezpieczeństwa prędkiego reaktora sodowego

Finansowany przez UE projekt JASMIN (Joint advanced severe accidents modelling and integration for Na-cooled fast neutron reactors) został zainicjowany, aby stworzyć zintegrowane narzędzie modelujące dla potrzeb jednej z sześciu technologii Gen-IV, reaktorów prędkich chłodzonych sodem. Narzędzie ASTEC-Na czerpie z europejskiego kodu ASTEC (ang. Accident Source Term Evaluation Code) opracowanego dla poważnych katastrof reaktorów wodnych.

Dostępne obecnie kody komputerowe opracowano w latach 80. ubiegłego wieku do konstrukcji reaktorów neutronów prędkich chłodzonych sodem (SFR) poprzedniej generacji. Nowy kod ASTEC-Na dla SFR Gen-IV będzie narzędziem zintegrowanym o nowoczesnej i elastycznej architekturze, opartym na integracji nowych modeli fizycznych niezbędnych do zaawansowanej konstrukcji i specjalnych funkcji. Jego opracowanie opiera się na istniejących modułach oprogramowania LWR ASTEC i na modelach uzyskanych na podstawie narzędzia do symulacji SCANAIR. Dodatkowo opracowywane są dodatkowe ulepszone modele fizyczne, które wyjaśniają swoiste zjawiska SFR oraz wyniki ostatnich badań.

Przed zakończeniem projektu JASMIN, narzędzie ASTEC-Na, skupiające się na podstawowej fazie scenariusza wypadku, powinno być zdolne do oceny konsekwencji defektu szpilki paliwowej dla relokacji materiałów i pierwotnych obciążeń systemu. Dodatkowo potencjalna ilość i skład radioaktywnych produktów chemicznych i radiologicznych uwolnionych z elektrowni jądrowej, która zależy zarówno od materiału radioaktywnego produkowanego poprzez relokację produktów rozszczepienia, jak i formacji cząstek tlenku sodu/wodorotlenku, które mogą przypadkowo przedostać się do środowiska, zostaną także wstępnie oszacowane przez narzędzie ASTEC-Na.

Dokonano postępów w zakresie prac badawczych w czterech innych obszarach ważnych dla bezpieczeństwa, związanych z hydrauliką sodowo-termiczną, termomechaniką defektu szpilki paliwowej, ilością i składem uwolnionych produktów radioaktywnych oraz skutkami neutroniki.

Specyfikacje dotyczące opracowania ASTEC-Na zostały zdefiniowane, a matryca testów walidacyjnych do badania hydrauliki termicznej, termomechaniki defektu szpilki paliwowej, produktów rozszczepienia wewnątrz obudowy bezpieczeństwa reaktora i neutroniki została już zbudowana. Dla pierwszych dwóch obszarów składa się ona z 11 testów przeznaczonych do reaktorów eksperymentalnych Cabri i Scarabee zlokalizowanych w Cadarache, we Francji. Zespół JASMIN przystąpił już do walidacji pierwszej wersji narzędzia ASTEC-Na.

Ponadto zespół projektu JASMIN, czerpiąc z wiedzy uzyskanej dzięki oprogramowaniu ASTEC-Na i eksperymentalnej bazie danych, pomaga zachować wiedzę wygenerowaną w oparciu o ponad 40 lata działań badawczo-rozwojowych.