Critic a lity b e nc hma rk o f the Mo lte n Sa lt Re a c to r E - - PowerPoint PPT Presentation
Critic a lity b e nc hma rk o f the Mo lte n Sa lt Re a c to r E xpe rime nt Ma ssimilia no F ra to ni | Unive rsity o f Ca lifo rnia , Be rke le y Mo lte n Sa lt Re a c to r Wo rksho p 2017 | K e y T e c hno lo g y a nd Sa fe ty I ssue s
Ma ssimilia no F ra to ni | Unive rsity o f Ca lifo rnia , Be rke le y
Mo lte n Sa lt Re a c to r Wo rksho p 2017 | K e y T e c hno lo g y a nd Sa fe ty I ssue s fo r MSRs Oc to b e r 3, 2017
NE a wa rde d a n NE UP to UC Be rke le y, in c o lla b o ra tio n with ORNL a nd the Gre no b le I nstitute o f T e c hno lo g y (F ra nc e ), to c re a te a n MSRE b e nc hma rk (Oc to b e r 2016)
he ta rg e t is to c re a te a b e nc hma rk fo r the I nte rna tio na l Re a c to r Physic s Be nc hma rk E xpe rime nt E va lua tio n Pro je c t (I RPhE P) ha ndb o o k
¡ pe e r-re vie we d se t o f re a c to r physic s-re la te d inte g ra l
da ta
¡ use d b y re a c to r de sig ne rs to va lida te a na lytic a l to o ls
fo r a dva nc e d re a c to rs
¡ use d b y sa fe ty a na lysts to e sta b lish the sa fe ty b a sis fo r
¡ An initia l c ritic a lity e xp e rime nt me a sure d the minimum a mo unt o f 235U ne e d e d
to re a c h c ritic a lity
¡ Me a sure me nts o f the d iffe re ntia l wo rth o f o ne c o ntro l ro d a s a func tio n o f
p o sitio n with sta tio na ry a nd c irc ula ting sa lt
¡ Me a sure me nts o f the inte g ra l wo rth o f va rio us c o ntro l ro d c o nfig ura tio ns ¡ Critic a lity c o nfig ura tio ns o b ta ine d c ha ng ing 235U c o nc e ntra tio n a nd c o ntro l
ro d p o sitio ns;
¡ Me a sure me nts with sta tio na ry a nd c irc ula ting sa lt c o nd itio ns ¡ Me a sure me nt o f the who le c o re iso the rma l te mp e ra ture re a c tivity c o e ffic ie nt ¡ Me a sure me nt o f the p re ssure re a c tivity c o e ffic ie nt
¡ An initia l c ritic a lity e xp e rime nt me a sure d the minimum a mo unt o f 235U ne e d e d
to re a c h c ritic a lity
¡ Me a sure me nts o f the d iffe re ntia l wo rth o f o ne c o ntro l ro d a s a func tio n o f
p o sitio n with sta tio na ry a nd c irc ula ting sa lt
¡ Me a sure me nts o f the inte g ra l wo rth o f va rio us c o ntro l ro d c o nfig ura tio ns ¡ Critic a lity c o nfig ura tio ns o b ta ine d c ha ng ing 235U c o nc e ntra tio n a nd c o ntro l
ro d p o sitio ns;
¡ Me a sure me nts with sta tio na ry a nd c irc ula ting sa lt c o nd itio ns ¡ Me a sure me nt o f the who le c o re iso the rma l te mp e ra ture re a c tivity c o e ffic ie nt ¡ Me a sure me nt o f the p re ssure re a c tivity c o e ffic ie nt
¡ Re trie ve da ta a nd re la te d unc e rta inty ¡ Ma ke a ssumptio ns a s ne e de d
e st the b e nc hma rk
¡ Cre a te a nd run o ne o r mo re
c o mputa tio na l mo de ls
¡ Asse ss unc e rta intie s
H
RE mo de l
H
se c tio n o f the graphite lattic e
H
H
¡ F
ue l sa lt c o mpo sitio n 65L iF
2-5ZrF 4-0.8UF 4 (99.99% fo r 7L
i e nric hme nt).
¡ F
ue l sa lt d e nsity 145.3 ± 1.0 lb / ft3 (2.3275 ± 0.0160 g / c m 3)
¡ Ma ss fra c tio n o f 235U in the sa lt is 1.408 ± 0.007 wt% ¡ Co re te mpe ra ture 1,181°F
(638°C)
¡ One ro d wa s inse rte d a t 46.6 in. po sitio n, o the r two ro d s a t the ir uppe r limits Case
keff
100(C-E )/ E Be nc hmar k
1.0
(SE RPE NT 2, E NDF / B-VI I .1 c ro ss se c tio ns) 1.01276 ± 0.000098 1.276
Ite m Nomina l a nd bounding va lue s |Dk|×10- 5 Gra phite de nsity
(1.87±0.02) g / c m 3 349
F ue l sa lt de nsity
(2.3275±0.0160) g / c m 3 83
235U ma ss fra c tion in the sa lt
(1.408±0.007) wt% 61
INOR- 8 de nsity
(8.7745±0.0200) g / c m 3 9
Gra phite c ore he ig ht
(166.446±1) c m 19
Gra phite c ore ra dius
(70.168±0.2) c m 13
F ue l c ha nne l width
(1.016±0.127) c m 100
F ue l c ha nne l le ng th
(3.048±0.127) c m 42
6L
i e nric hme nt
(0.01± 0.001) a t. % 174
Boron c onc e ntra tion in g ra phite
(0.00008±0.000008) wt. % 18
Outle t pipe he ig ht
39.687 c m (1s = 4 c m) 31
Distributor thic kne ss
0.819 c m (1s = 0.08 c m) 29
Sa mple ba ske t she ll dime nsion
re mo ve o ne I NOR-8 pla te 16
INOR- 8 c omposition
0.06% (C ma ss fra c tio n), 0.08% 10
T
422
Nuc lide T
E la stic sc a tte ring Disa ppe a ra nc e F ission L i- 6
0.0000
i- 7
0.0040 0.0165
0.0251 0.0283
0.0014 0.0018
0.0005
0.0008
0.0001
0.0002
0.0749 0.0705
0.5212 0.3970
0.0000
0.2386 0.0003
0.3768
U- 238
0.0056
0.0006
is unde r de ve lo pme nt
he e va lua tio ns will inc lude multiple b e nc hma rks fo llo wing the ze ro -po we r e xpe rime nts c a mpa ig n o f June 1965
c o nc e ntra tio n with ste a dy sa lt is unde r re vie w fo r inc lusio n in the Re a c to r Physic s Be nc hma rk E xpe rime nt E va lua tio n Pro je c t (I RPhE P) Ha ndb o o k
f yo u a re inte re ste d in the dra ft b e nc hma rk e ma il us: ma xfra to ni@ b e rke le y.e du
Da n She n UC Be rke le y Ge rmina I la s ORNL Je ff Po we rs ORNL Adrie n Bida ud Gre no b le I nstitute o f T e c hno lo g y, F ra nc e L uka Sno j Jo ze f Ste fa n I nstitute , Slo ve nia E va lua to rs I nte rna l re vie we r E xte rna l re vie we r
[1] Princ e , B. E ., Ba ll, S. J., E ng e l, J. R., Ha ub e nre ic h P. N., a nd K e rlin, T .W. Ze ro -Po we r Physic s E xpe rime nts o n the Mo lte n-Sa lt Re a c to r E xpe rime nt ORNL
a b o ra to ry, Oa k Ridg e , T e nne sse e (1968) [2] Ro b e rtso n, R. C. MSRE De sig n a nd Ope ra tio ns Re po rt Pa rt I : De sc riptio n o f Re a c to r De sig n ORNL
M-0728, Oa k Ridg e Na tio na l L a b o ra to ry, Oa k Ridg e , T e nne sse e (1965) [3] Brig g s, R. B. Mo lte n-Sa lt Re a c to r Pro g ra m Se mia nnua l Pro g re ss Re po rt ORNL
a b o ra to ry, Oa k Ridg e , T e nne sse e (1964)