Reactor core design with practical gadolinia burnable absorbers for soluble boron-free operation in the innovative SMR

김진선; 정태식; 윤주일

doi:10.1016/j.net.2024.03.015

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김진선 (한전원자력연료 (주)) 정태식 (한전원자력연료 (주)) 윤주일 (한국전력 국제원자력대학원대학교)

저널정보: 한국원자력학회 Nuclear Engineering and Technology Nuclear Engineering and Technology Vol.56 No.8

발행연도: 2024.8

수록면: 3,144 - 3,154 (11page)

DOI: 10.1016/j.net.2024.03.015

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The development of soluble boron-free (SBF) operation in the innovative Small Modular Reactor (i-SMR) requires effective strategies for managing excess reactivity over extended operational cycles. This paper introduces a practical approach to reactor core design for SBF operation in i-SMR, emphasizing the use of gadolinia burnable absorbers (BA). The study investigates the feasibility of Highly Intensive and Discrete Gadolinia/Alumina Burnable Absorber (HIGA) rods for controlling excess reactivity sustainably. Through comprehensive analysis and simulations, the reactivity behavior with varying quantities of HIGA rods is examined, leading to the development of optimized fuel assembly designs. Furthermore, the integration of HIGA rods with integral gadolinia BA rods is discussed to enhance reactivity control and operational flexibility further. This approach utilizes the spatial self-shielding effect of gadolinia for extended reactivity management, crucial for stable and efficient reactor performance. The paper thoroughly addresses core design considerations, including fuel assembly configurations and control rod patterns, to ensure safety and performance in initial and reload cycles. This research advances the development of SBF operation in i-SMR by offering practical reactivity management solutions.

#Small modular reactor #i-SMR #Soluble boron-free #Burnable absorber #Nuclear design

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