Гидрид гафния HfH – возможный аналог карбиду бора B4C в СУЗ быстрых реакторов

Abstract

Рассмотрено потенциальное применение гидрида гафния HfH в качестве поглощающего материала в стержнях СУЗ быстрых реакторов взамен штатному карбиду бора B4C. Была смоделирована ячейка активной зоны быстрого реактора. Обнаружено, что при равном количестве поглощающего материала в ячейке СУЗ физическая эффективность может с одной стороны сильно различаться, с другой быть эквивалентной между HfH и В4С. Моделирование показало, что кольцевая форма поглощающего элемента обладает преимуществом в физической эффективности, по сравнению с цилиндрической формой. Приведено распределения потока нейтронов в поглощающем материале и его макросечения для рассмотрения принципиальной возможности использования HfH в быстрых реакторах. Предварительно прогнозируется потенциальный экономический эффект использования HfH в быстрых реакторах на примере БН-800.

The potential use of hafnium hydride HfH as an absorbing material in the control rods of fast reactor instead of the standard boron carbide B4C is considered. The cell of the fast reactor core was modeled. It was found that with an equal amount of absorbing material in the cell, the physical efficiency can, on the one hand, vary greatly, and on the other hand, it can be equivalent between HfH and B4C. The simulation showed that the annular shape of the absorbing element has an advantage in physical efficiency, compared with the cylindrical shape. The distribution of the neutron flux in the absorbing material and its macro-cross section are given to consider the fundamental possibility of using HfH in fast reactors. The potential economic effect of using HfH in fast reactors is previously predicted using the example of BN-800.