بررسي اثر مارپيچ خنك‌كننده رآكتور مينياتوري بر افزايش زمان بهره‌برداري از رآكتور

رآكتور مينياتوري چشمه نوتروني يك رآكتور تحقيقاتي از نوع مخزن-استخري است كه در آن از اورانيم با غناي بالا به‌عنوان سوخت، آب سبك به‌عنوان خنك‌كننده و برليوم به‌عنوان بازتابنده استفاده ‌شده است. هنگام بهره برداري از رآكتور دماي سيال خنك‌كننده افزايش مي يابد و باعث ايجاد فيدبك منفي در رآكتور مي‌شود. بر اثر تزريق راكتيويته منفي در عين حال كه يكي از مزاياي اين رآكتور و خصلت ايمني ذاتي آن است، راكتيويته اضافي در دسترس كاهش‌يافته و زمان عملكرد رآكتور كاهش مي‌يابد؛ بنابراين يكي از محدوديت هاي اصلي رآكتور MNSR زمان عملكرد كوتاه آن (حدود 2.5 ساعت) در قدرت اسمي است. در اين پژوهش، يك تحليل ديناميك سيالات محاسباتي براي مدل‌سازي پديده جابه جايي آزاد در قلب، مخزن و استخر رآكتور انجام شده؛ و اثر كويل خنك‌كننده در بالاي مخزن رآكتور بر افزايش زمان عملكرد رآكتور مورد بررسي قرار گرفته است. قلب رآكتور به‌عنوان يك محيط متخلخل و يك منبع حرارتي با توان ثابت 30 كيلووات در نظر گرفته شده است تا با كاهش جزييات، حجم محاسبات كاهش يابد. مقادير تجربي و مقاديري كه از حل عددي به دست آمده، تطابق قابل‌قبول دارند و اين روش را تأييد مي‌كنند. نتايج نشان مي‌دهد؛ در حالت بدون كويل، افزايش دماي سيال خنك‌كننده به طور پيوسته يك شيب صعودي دارد؛ اما در حالت استفاده از كويل، افزايش دماي سيال خنك‌كننده تا مدت ‌زمان حدود 2 ساعت، شيب صعودي دارد اما بعد گذشت اين زمان، شيب صعودي بسيار كم مي‌شود و دما در يك محدوده نوسان مي‌كند؛ در مقايسه با حالت بدون كويل، متوسط دما 3 درجه‌ كاهش‌يافته و زمان عملكرد رآكتور حدود 1.5 ساعت افزايش پيدا مي‌كند.