Positive temperature reactivity coefficient of a TRIGA reactor at room temperature

摘要

A positive isothermal temperature reactivity coefficient has been measured at zero power conditions at the TRIGA research reactor of the J. Stefan Institute in Ljubljana. The coefficient is measured in a critical reactor for different core configurations at room temperature and at low power. The reactor is filled with standard, 20 % enriched, fuel elements containing 12 wt % uranium with 6 % average burn-up. The experiments are analysed by reactor calculations using WIMSD code to provide the reactor physics explanations of the results measured. The positive temperature reactivity effect can be explained by reduced absorption in water prevailing at low fuel temperature over negative temperature effects on the reactivity in the fuel elements. The positive effect is due to the thermal spectrum shift in water and is not the consequence of a change in water density. The positive effect decreases with increasing temperature. The negative reactivity effect in fuel prevails at fuel temperatures above 50℃. The positive isothermal temperature reactivity coefficient has no effect on normal reactor operation in steady state and pulse mode.%Ein positiver isothermischer Temperaturreaktivitätskoeffizient wurde gemessen bei null Leistung am TRIGA Forschungsreaktor des J. Stefan Instituts in Ljubljana. Der Koeffizient wurde bei kritischem Reaktor für verschiedene Kernkonfigurationen bei Zimmertemperatur und bei niedriger Leistung gemessen. Der Reaktor ist beladen mit Standardbrennelementen, 20 % angereichert, die 12 wt % Uran enthalten mit 6 % durchschnittlichem Abbrand. Die Experimente wurden analysiert durch Reaktorberechnungen mit Hilfe des WIMSD Codes um so die reaktorphysikalischen Erklärungen der gemessenen Ergebnisse zu erhalten. Der positive Temperaturreaktivitätseffekt kann erklärt werden durch die bei niedriger Temperatur vorherrschende reduzierte Absorption in Wasser über negative Temperatureffekte der Reaktivität in den Brennelementen. Der positive Effekt kommt zustande durch die Verschiebung des thermischen Spektrums in Wasser und ist keine Konsequenz einer Änderung der Wasserdichte. Der positive Effekt verringert sich mit steigender Temperatur. Der negative Reaktivitätseffekt in den Brennelementen ist vorherrschend bei Temperaturen über 50℃. Der positive isothermale Temperaturreaktivitätskoeffizient hat keinen Einfluss auf den normalen Reaktorbetrieb im stationären Zustand oder im Pulsmodus.