Untersuchungen zum Reaktorkern des FRM-II: Berechnung alternativer Kernkonzepte und Bestrahlungsexperiment zur Brennstoffqualifikation
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2000
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INHALTSVERZEICHNIS A
INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS A
ZUSAMMENFASSUNG I
1 EINLEITUNG 1
2 DIE AUSLEGUNG DES FRM-II 3
2.1 DAS KONZEPT DES FRM-II 3
2.2 HOCH ANGEREICHERTES URAN UND SEINE VORZUEGE 6
2.3 NIEDRIG ANGEREICHERTES URAN UND FRAGEN DER PROLIFERATION 7
TEIL I: NEUTRONENPHYSIKALISCHE BERECHNUNG ALTERNATIVER KERNKONZEPTE
3 RECHENMETHODIK 11
3.1 GRUNDLAGEN DER TRANSPORT- UND DER DIFFUSIONSTHEORIE 11
3.2 DIE TRANSPORTTHEORIE 14
3.3 DIE DIFFUSIONSTHEORIE 17
3.4 DISKRETISIERUNG DES ENERGIEBEREICHS UND DER ORTS- UND
WINKELKOORDINATEN 19
3.4.1 ENERGIEBEREICH 19
3.4.2 WINKELKOORDINATEN 22
3.4.3 ORTSKOORDINATEN 25
3.4.3.1 ALLGEMEINES 25
3.4.3.2 BERECHNUNG DER MAKROSKOPISCHEN WIRKUNGSQUERSCHNITTE 25
3.5 LOESUNG DER TRANSPORTGLEICHUNG 27
3.5.1 DIE TRANSPORTGLEICHUNG IN GEKRUEMMTEN KOORDINATEN 28
3.5.2 DEFINITION DES QUELLTERMS 29
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
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B
INHALTSVERZEICHNIS
3.6 LOESUNG DER DIFFUSIONSGLEICHUNG 33
4 VERWENDETE PROGRAMMSYSTEME 35
4.1 RSYST 35
4.1.1 ALLGEMEINES 35
4.1.2 DIE MODULFOLGE MF2DAB 35
4.2 CGM 41
4.2.1 EINFUEHRUNG 41
4.2.2 UNAUFGELOESTE RESONANZEN 42
4.2.3 AUFGELOESTE RESONANZEN 43
4.2.4 KONDENSATION DER WIRKUNGSQUERSCHNITTE 43
4.3 DORT 44
5 DER KOMPAKTKERN KKE7 45
5.1 GEOMETRIE 45
5.2 NEUTRONENPHYSIKALISCHE AUSLEGUNG 48
5.3 WINKELABHAENGIGKEIT DES NEUTRONENFLUSSES 57
5.4 SPALTUNGSDICHTE UND BRENNSTOFFSCHWELLEN 61
5.5 STOERFALL VERHALTEN 62
5.5.1 VERAENDERUNG DER UMGEBUNGSBEDINGUNGEN 62
5.5.2 BLASENKOEFFIZIENT 64
6 KERNVARIANTEN MIT NIEDRIG ANGEREICHERTEM URAN 65
6.1 VERWENDUNG VON U
3SI2-AL-BRENNSTOFF 66
6.1.1 KEMVARIANTE MIT 20 MW THERMISCHER LEISTUNG 68
6.1.1.1 GEOMETRIE 69
6.1.1.2 NEUTRONENPHYSIKALISCHE AUSLEGUNG 69
6.1.1.3 SPALTUNGSDICHTE UND BRENNSTOFFSCHWELLEN 75
INHALTSVERZEICHNIS
C
6.1.1.4 STOERFALLVERHALTEN 75
6.1.1.4.1 VERAENDERUNG DER UMGEBUNGSBEDINGUNGEN 75
6.1.1.4.2 BLASENKOEFFIZIENT 77
6.1.1.5 ZUSAMMENFASSUNG UND WERTUNG 77
6.1.2 KERN VARIANTE MIT 22 MW THERMISCHER LEISTUNG 78
6.1.2.1 GEOMETRIE UND AUSLEGUNG 79
6.1.2.2 SPALTUNGSDICHTE UND BRENNSTOFFSCHWELLEN 83
6.1.2.3 BLASENKOEFFIZIENT 84
6.1.3 VORSTUDIE ZU EINER KEMVARIANTE MIT ZWEI RINGEN ZUR ERZIELUNG EINES
UNVERAENDERTEN NEUTRONENFLUSSES 84
6.1.3.1 GEOMETRIE UND AUSLEGUNG 86
6.1.3.2 SPALTUNGSDICHTE UND BRENNSTOFFSCHWELLEN 91
6.1.4 NACHRECHNUNG DIVERSER VOM ANL VORGESCHLAGENER KEMVARIANTEN 92
6.1.4.1 METHODIK DER RECHNUNGEN DER TUM 93
6.1.4.2 METHODIK DER RECHNUNGEN DES ANL 93
6.1.4.3 VERGLEICH DER ERGEBNISSE 95
6.1.4.3.1 VERGLEICH DER RECHNUNGEN DES ANL UNTEREINANDER 95
6.1.4.3.2 VERGLEICH DER RECHNUNGEN DES ANL UND DER TUM 97
6.1.5 BERECHNUNG EINER KEMVARIANTE MIT EINEM ANREICHERUNGSGRAD
VON 26% 100
6.1.6 OPTIMIERUNG DER KEMVARIANTE MIT 26 % ANREICHERUNG 103
6.1.6.1 KEMVARIANTE MIT VERRINGERTER AKTIVER HOEHE 103
6.1.6.2 KEMVARIANTE MIT VERRINGERTER AKTIVER HOEHE UND
0.38 MM CLADDINGDICKE 104
6.1.6.3 OPTIMIERTE KEMVARIANTE MIT 26 % ANREICHERUNG 105
6.2 VERWENDUNG VON U
3SI-AL-BRENNSTOFF 108
6.3 VERWENDUNG VON U-MO-AL-BRENNSTOFF 1 ] 1
6.3.1 RECHNUNGEN MIT U-6M0-AL-BRENNSTOFF 112
D
INHALTSVERZEICHNIS
6.3.2 RECHNUNGEN MIT U-9MO-AL-BRENNSTOFF 114
7 KERNE MIT MITTEL ANGEREICHERTEM URAN UND UNVERAENDERTEN ABMESSUNGEN 117
7.1 VERWENDUNG VON U3SI
2-AL-BRENNSTOFF 117
7.2 VERWENDUNG VON U-6M0-AL-BRENNSTOFF 120
8 VERWENDUNG VON WIEDERAUFGEARBEITETEM URAN 123
8.1 WIEDERAUFGEARBEITETES URAN AUS DEM FRM-II 123
8.2 WIEDERAUFGEARBEITETES URAN AUS ANDEREN FORSCHUNGSREAKTOREN 126
9 VARIATION DES NEUTRONENFLUSSES IN ABHAENGIGKEIT VOM ANREICHERUNGSGRAD
BEI UNVERAENDERTER KERNGEOMETRIE 129
TEIL II: BESTRAHLUNGSTESTS ZUM NACHWEIS DER BRENNSTOFFQUALIFIKATION
10 DER BRENNSTOFF DES FRM-II 133
10.1 V ORLIEGENDE BESTRAHLUNGSERFAHRUNG 133
10.2 V ORHERSAGEN ZUM BRENNSTOFF SCHWELLEN 134
10.2.1 THEORETISCHE GRUNDLAGEN 134
10.2.2 BRENNSTOFFSCHWELLEN BEIM FRM-II 136
10.3 DAS BESTRAHLUNGSEXPERIMENT AM REAKTOR SILOE 138
10.4 DURCHFUEHRUNG DER BESTRAHLUNG 138
10.5 GEOMETRIE DER TESTPLATTE 139
10.6 MESSVERFAHREN FUER DIE DICKENZUNAHME DER BRENNSTOFFPLATTE 140
10.7 ERGEBNISSE 141
10.7.1 ZUNAHME DER DICKE DER BRENNSTOFFPLATTE 141
10.7.2 ABBRAND 144
10.8 OXIDSCHICHT 145
10.9 ERGEBNISSE DER MESSUNGEN DER DICKENZUNAHME 147
10.10 BEWERTUNG DER ERGEBNISSE AUF MIKROSKOPISCHER EBENE 149
INHALTSVERZEICHNIS E
10.11 UNSICHERHEITEN
154
10.11.1 OXIDSCHICHTDICKE 154
10.11.2 VOLUMENANTEIL DER POROSITAET IN DER BRENNSTOFFSCHICHT 155
10.11.3 MESSFEHLER 156
10.11.4 MESSVERFAHREN 156
11 DIE NACHBESTRAHLUNGSUNTERSUCHUNGEN 157
11.1 UNABHAENGIGE DICKENMESSUNG 158
11.2 GENAUERE ABBRANDBESTIMMUNG 159
11.3 METALLOGRAPHISCHE UNTERSUCHUNGEN 160
11.3.1 MORPHOLOGIE DER SPALTGASBLASEN 161
11.3.2 ANALYSE DER URAN-ALUMINIUM-INTERDIFFUSIONSSCHICHT 165
11.3.3 BESTIMMUNG DES RESTGEHALTS AN ALUMINIUM IN DER BRENNSTOFFMATRIX
170
11.4 ZUSAMMENFASSUNG 177
ANHANG A: ERGAENZENDE RECHNUNGEN ZUM KKE7 179
ANHANG B: ERGAENZENDE ABBILDUNGEN ZU KAPITEL 11 181
ANHANG C: VERGROESSERUNGEN DER IN KAPITEL 11 AUSGEWERTETEN BILDER 187
ABBILDUNGSVERZEICHNIS 191
TABELLENVERZEICHNIS
195
LITERATURVERZEICHNIS
197 |
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| spelling | Nuding, Matthias Verfasser aut Untersuchungen zum Reaktorkern des FRM-II Berechnung alternativer Kernkonzepte und Bestrahlungsexperiment zur Brennstoffqualifikation Matthias Nuding 2000 S. a - f, VI, 204 S. Ill., graph. Darst. txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier München, Techn. Univ., Diss., 2000 Forschungsreaktor Garching II (DE-588)4538086-7 gnd rswk-swf Reaktorkern (DE-588)4202594-1 gnd rswk-swf Neutronenphysik (DE-588)4171651-6 gnd rswk-swf Urananreicherung (DE-588)4187154-6 gnd rswk-swf Kernbrennstoff (DE-588)4130318-0 gnd rswk-swf Aluminium (DE-588)4001573-7 gnd rswk-swf Uransilicide (DE-588)4510529-7 gnd rswk-swf (DE-588)4113937-9 Hochschulschrift gnd-content Forschungsreaktor Garching II (DE-588)4538086-7 b Reaktorkern (DE-588)4202594-1 s Urananreicherung (DE-588)4187154-6 s Neutronenphysik (DE-588)4171651-6 s DE-604 Uransilicide (DE-588)4510529-7 s Aluminium (DE-588)4001573-7 s Kernbrennstoff (DE-588)4130318-0 s DNB Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=009006978&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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