การพัฒนาโปรแกรมเพื่อคำนวณการจัดการเชื้อเพลิงในแกนปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบสองมิติและสองกลุ่มพลังงาน

Abstract

ได้พัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์สำหรับคำนวณการจัดการเชื้อเพลิงภายในแกนปฏิกรณ์นิวเคลียร์ โดยการใช้ทฤษฎีการแพร่ของนิวตรอนสองกลุ่มพลังงาน (two group neutron diffusion theory) คือนิวตรอนกลุ่มพลังงานก่อนความร้อน (fast neutron) และนิวตรอนกลุ่มพลังงานความร้อน (thermal neutron) ร่วมกับระเบียบวิธีผลต่างสืบเนื่องและการแก้สมการเชิงเส้นด้วยวิธีเกาส์-ไซเดล ทำการคำนวณในระบบพิกัดฉาก สองมิติ เพื่อประมาณค่าวิกฤต รูปแบบการกระจายนิวตรอนฟลักซ์ ค่าการเผาผลาญเชื้อเพลิง และการคำนวณเพื่อเปรียบเทียบลักษณะการบรรจุเชื้อเพลิงในแกนปฏิกรณ์สามแบบ คือ 1. แบบเนื้อเดียว (uniform loading) 2. แบบบรรจุเชื้อเพลิงชนิดที่มีการเสริมสมรรถนะสูงกว่าไว้ภายนอก (out-in loading) และ 3. แบบกระจายชนิดเชื้อเพลิง (in-scatter loading) ค่าคงที่กลุ่ม (group constant) ได้จากการคำนวณด้วยโปรแกรม PIJ ซึ่งใช้ฐานข้อมูลของ JENDL-3.3 สำหรับการยุบรวมกลุ่มและสร้างค่าคงที่ภาคตัดขวางมหภาค ค่าสัมประสิทธิ์การแพร่นิวตรอน และค่าองค์ประกอบต่างๆ ที่จำเป็น สำหรับการวิจัยนี้ได้สร้างค่าคงที่กลุ่มเป็น สองกลุ่ม สี่กลุ่ม และเจ็ดกลุ่ม ผลการคำนวณพบว่าค่ากระจายกำลังในแกนปฏิกรณ์มีค่าสม่ำเมื่อบรรจุเชื้อเพลิงแบบ in-scatter loading ซึ่งดีที่สุด และรองลงมาเป็นการบรรจุเชื้อเพลิง แบบ out-in loading และ uniform loading ตามลำดับ