Projecten

1. Projecten Brandstofontwikkeling en -programma’s Doeleinden Ontwerpen & Producten Programma’s Consultancy Gegevens-pakketten Onze Ervaring Kernfysica Brandstof- prestatie Brandstof- cyclus Back End Nieuwe Ontwikkelingen

2. Doeleinden Als een lang gevestigde "MOX producent”, levert BELGONUCLEAIRE constant inspanningen om haar engineering-kennis ter beschikking te stellen van de nucleaire industrie, door experimentele databanken te creëren en te verbeteren die nodig zijn om het gedrag van de brandstof tijdens haar bedrijfsleven te kwalificeren. De traditionele doeleinden bij de uitvoering van onze programma’s zijn: • Alle aspecten en vragen omvatten die in verband staan met het gebruik van MOX- (en UO2-) brandstof in LWRs, vanaf de productiefase tot de back end • Een waaier aan ontwerpen en diensten voorstellen, die voldoen aan de behoeften van de nucleaire industrie en de nucleaire vergunningsautoriteiten • Onze R&D aanpassen aan de meest recente onderwerpen en strategieën Return page 1

3. Ontwerpen en Producten Wat betreft de assistentie voor de validatie, de kwalificatie en de vergunningverlening van nucleaire brandstof, beantwoordt BELGONUCLEAIRE op 3 wijzen aan de eisen van de markt: • Definities, uitvoerbaarheidsstudies, uitvoering en beheer van talrijke internationale programma’s. • Omvangrijke expertise en consultancy voor al wat MOX- (en UO2-) brandstofprestatie aangaat. • Mogelijke aankoop van databanken en gegevenspakketten uit onze uitgebreide experimentele en theoretische bestanden; bereidheid om te voldoen aan individuele belangen. Return page 1

4. Programma’s Reeds meer dan 30 jaar, bepaalt, ontwikkelt, verkoopt en beheert BELGONUCLEAIRE onderzoeksprogramma’s op internationaal niveau. Deze programma’s beogen een meer volledige en betere kennis van het gedrag van MOX brandstof gerecycleerd in LWRs. De resultaten van deze hoogtechnologische programma’s stellen we ter beschikking van alle deelnemende organisaties: brandstofproducenten, gebruikers, onderzoekscentra, enz. Bijkomend voordeel, de kwaliteit van de aldus gecreëerde databanken is van een duidelijk hoger niveau. Dit is te danken aan de systematische samenwerking met zeer gekwalificeerde laboratoria met internationale naam. Ook de regelmatige uitwisseling van informatie tussen het groot aantal betrokken specialisten draagt hiertoe bij. Deze programma’s behandelen voornamelijk de volgende onderwerpen: • Neutronica en reactorfysica • Brandstofprestatie • Brandstofcyclus back-end en veiligheid Er zijn ook uitvoerbaarheidsstudies voor nieuwe programma’s aan de gang: • Nieuwe programma’s in ontwikkeling Return page 1

5. Programma’s gericht op MOX neutronica- en kernfysica-aspecten In de VENUS installatie in Mol zijn al ruim 30 jaar experimentele programma’s aan de gang. Ze zijn gericht op de validatie van MOX neutronica- en vergunningsaspecten. Hiertoe bestuderen ze afzonderlijk de uitwerkingen in de zuivere omgeving van de installatie in Mol. Het meest recente werk betrof een aantal VIP experimenten, waarvan een beknopte beschrijving hieronder : PWR BWR Return page 1 Return page 4

6. Programma’s gericht op MOX neutronica- en kernfysica-aspecten VIP-PWR Een modelsimulatie van MOX en UO2 PWR bundels van het 17x17 type met reactiviteitseffecten en verdeling van de volle kracht met en zonder gadoliniumstaven. Return page 1 Return page 5

7. Programma’s gericht op MOX neutronica- en kernfysica-aspecten VIP-BWR Een BWR - 8x8 modelsimulatie voor UO2, MOX-eiland en volle MOX types met verschillende configuraties en verdeling van de volle kracht Return page 1 Return page 5

8. Programma’s gericht op MOX neutronica- en kernfysica-aspecten VIPO Een 3-dimensionele benadering van het leemte-effect (leemtedoos) binnen sterk verrijkte plutonium configuraties (tot 14.4% Pu/U + Pu). Return page 1 Return page 5

9. Programma’s gericht op MOX neutronica- en kernfysica-aspecten VIPEX Een nuttige aanvulling bij VIP-PWR, gericht op kritische experimenten voor verschillende effecten, zoals het americium-effect, de controle van de staafwaarde, de waterdichtheid, de fluxinvalshoek in MOX staven en een vergelijking van de splijtingskamerreactie in MOX en UO2 PWR 17x17 bundels. Return page 1 Return page 5

10. Programma’s gericht op brandstofprestatie en -gedrag in de reactor Sinds de uitvoering van "TRIBULATION" in het begin van de jaren tachtig, heeft BELGONUCLEAIRE nu ongeveer 20 jaar ervaring in het bepalen, bevorderen en beheren van talrijke internationale programma’s gewijd aan UO2, UO2-Gd2O3 en MOX brandstofgedrag in de reactor. De resulterende databank vertegenwoordigt nu een uniek bestand met waardevolle, experimentele en theoretische informatie voor vergunningskwesties. De meest recente programma’s staan hieronder vermeld. Return page 1 Return page 4

11. Programma’s gericht op brandstofprestatie en -gedrag in de reactor PRIMO: één van de eerste programma’s over het thermische en neutronengedrag in de reactor van PWR-type MOX brandstof, met inbegrip van de bestraling van staven van verschillende oorsprong in BR3 en vermogensplatformen in BR2 (België) en OSIRIS (Frankrijk), gevolgd door uitgebreid nabestralingsonderzoek. Return page 10

12. Programma’s gericht op brandstofprestatie en -gedrag in de reactor DOMO: het eerste internationale programma, voorbereid als deel van een vergunning van MOX voor BWRs. UO2 en MOX segmenten gefabriceerd in Japan en MOX segmenten gefabriceerd bij BELGONUCLEAIRE werden geassembleerd en bestraald tijdens vijf cycli tot verbrandingsgraden dicht bij de 60 GWd/tM in de reactor van Dodewaard in Nederland. Het programma omvat 9 bundeltesten uitgevoerd in BR2, evenals een uitgebreide nabestralingskarakterisatie bij verschillende niveaus van verbranding. Return page 10

13. Programma’s gericht op brandstofprestatie en -gedrag in de reactor FIGARO: geïnstrumenteerde PWR MOX segmenten afkomstig van staven die eerst bestraald werden in de reactor van Beznau in Zwitserland, werden onderworpen aan vermogensverhogingen in de reactor van Halden, om de evolutie van de splijtingsgasproductie te bestuderen, evenals de temperatuur in het centrum van de segmenten, als een functie van het vermogen. Return page 10

14. Programma’s gericht op brandstofprestatie en -gedrag in de reactor GERONIMO: een recent programma. Het betreft de productie van 9x9 BWR MOX staven en segmenten bestraald in de reactor van Gundremmingen als een onderdeel van MOX herladingen en bedoeld om verbrandingsgraden te bereiken rond de 65 GWd/tM. Uitgebreide en nabestralingsonderzoeken zijn voorzien in het SCK/CEN, evenals power-ramping in BR2 (Mol). Return page 10

15. Programma’s gericht op brandstofprestatie en -gedrag in de reactor NOK-M109: metingen van de graad van splijtingsgasevacuatie in acht MIMAS MOX staven, bestraald in de reactor van Beznau tot verbrandingsgraden rond de 50 GWd/tM. Gaat gepaard met nabestralingsonderzoek. Return page 10

16. Programma’s gericht op brandstofprestatie en -gedrag in de reactor NOK-M308: productie van MIMAS MOX segmenten bij BELGONUCLEAIRE en Sphere-Pac MOX segmenten bij PSI, gevolgd door de bestraling ervan gedurende zes cycli in de reactor van Beznau tot verbrandingsgraden dicht bij de 60 GWd/tM. Drie MIMAS segmenten en één Sphere-Pac segment werden dan onderworpen aan power-ramping in HFR-Petten.Ten slotte werd nabestralingsonderzoek uitgevoerd bij NRG en PSI. Return page 10

17. Programma’s gericht op brandstofprestatie en -gedrag in de reactor TOP-GUN: Uitbreiding van GERONIMO voor gelijkaardige BWR MOX brandstofstaven tot een pastilleverbrandingspiek van meer dan 75 GWd/tM Return page 10

18. Einde brandstofcyclus en veiligheidsgerichte programma’s Dank zij het succes en de faam van haar beheer van internationale programma’s, breidt BELGONUCLEAIRE dit ontwerp ook uit tot programma’s gericht op het einde van de brandstofcyclus en veiligheidskwesties. Twee uitgebreide en unieke programma’s gewijd aan het einde van de brandstofcyclus werden reeds uitgevoerd: Return page 1 Return page 4

19. Einde brandstofcyclus en veiligheidsgerichte programma’s ARIANE: gedetaileerde analyse van de brontermen van ongeveer 50 isotopen (actiniden, kleinere actiniden en splijtingsproducten) voor UO2 en MOX en voor BWR en PWR staven, bestraald tot ongeveer 60 GWd/tM. Gevorderde radiochemie werd uitgevoerd in drie afzonderlijke laboratoria (SCK.CEN, ITU en PSI) om aanbevolen waarden voor ongeveer 50 verschillende radioisotopen te bereiken. Return page 1 Return page 4 Return page 18

20. Einde brandstofcyclus en veiligheidsgerichte programma’s REBUS: een gevorderd experimenteel programma gericht op de verbetering van databanken qua kritikaliteit, door rekening te houden met verbrandingsgraadkrediet in toepassingen die verband houden met de vergunningen voor het vervoer en de opslag van gebruikte brandstofbundels. Vergelijking van de reactiviteit van bundels onbestraalde PWR UO2 en MOX brandstofstavenbundels van bestraalde PWR UO2 en MOX brandstofstaven in de kritische VENUS reactor in het SCK.CEN (Mol). Het programma omvat eveneens uitgebreide radiochemische metingen gericht op actiniden en splijtingsproducten. Return page 1 Return page 4 Return page 18

21. GERONIMO VIPEX PWR NOK M109 NOK M308 VIP BWR ARIANE TOP GUN VIP PWR REBUS FIGARO DOMO PRIMO VIPO BELGONUCLEAIRE BE CEN.SCK BE TRACTEBEL BE COMMOX FR/BE CEA FR COGEMA FR EdF FR FRAMATOME* FR IPSN FR GNB GE RWE/BAG** GE VGB GE WTI GE SIEMENS* GE AEA UK BNFL UK NUCLEAR ELECT UK KKG CH NOK CH PSI CH GKN NL KAERI KO CRIEPI JP HITACHI JP JAP.BWR-UTIL. JP JAP. PWR-UTIL. JP JRI JP JNF JP MAPI JP MITSUBISHI JP NEL JP NFD JP NFI JP NUPEC JP PNC *** JP TOSHIBA JP NRC USA ORNL USA Onze recente ervaring in het beheer van internationale programma’s Return page 3 * nu FRAMATOME ANP ** nu RWE POWER *** nu JNC Return page 1 Deelnemers

22. Expertise en consultancy BELGONUCLEAIRE's ervaring in brandstofontwikkeling en -validatie is ruim erkend in de industrie. Dit is te danken aan de expertise, de consultancy en de algemene assistentie aan MOX gebruikers. De expertise komt tot uiting in de volgende domeinen: • Neutronica en kernfysica • Ontwerp van staven en bundels • Prestaties van staven, thermomechanische berekeningen • Stralingsbescherming, dosimetrie • Afschermingen • Kritikaliteitsstudies • Karakterisering van nieuwe en bestraalde brandstof Return page 1 Return page 3

23. Nieuwe ontwikkelingen De activiteiten van BELGONUCLEAIRE in internationale programma’s zullen verder worden uitgebreid met de volgende onderwerpen, die momenteel uitvoerbaarheidsstudies en ontwikkeling ondergaan: Return page 1 Return page 4

24. Nieuwe ontwikkelingen NEMROD Karakterisering van tegen hoge verbrandingsgraad gebruikte MOX brandstof (BWR & PWR), gericht op neutronenemissie, resterende hitte en gedetailleerde actiniden- en splijtingsproducteninhoud. Doel is de validatie van ORIGEN- en gelijkaardige computer codes. Return page 22

25. Nieuwe ontwikkelingen KEOPS Voorbereiding van een grote experimentele databank van sub-kritische configuraties met verschillende schikkingen van MOX pastilles en PuO2 poeders. Doel: het conservatisme van de berekeningsmarges verminderen. Return page 22

26. Nieuwe ontwikkelingen REBUS-BWR Een uitbreiding van het REBUS PWR programma voor verbrandingsgraadkrediet. Voert kritische experimenten uit met BWR MOX (UO2) brandstofstaven. Return page 22 Return page 18

27. Nieuwe ontwikkelingen VENUS UO2 5% Een experimentele databank van de reactiviteitswaarde van verschillende absorberende staven, in het spectrum van UO2 staven, verrijkt met 5% U235 Return page 22

28. Nieuwe ontwikkelingen VIPOX Een uitbreiding van het VIPO programma gewijd aan de simulatie van het leemte-effect in sterk met Pu verrijkte zones. Return page 22

29. Nieuwe ontwikkelingen STONE Onderzoek na opslag van verschillende bestraalde LWR MOX en UO2 brandstofstaven die goed gekarakteriseerd zijn (fabricagespecificaties, bestralingsgeschiedenis, PIE, opslagkarakterisering). Koelingstijd tot 25 jaar, verbrandingsgraad tot 50 GWd/tM. Return page 22

30. Databanken, Gegevenspakketten Dank zij meer dan 30 jaar ervaring in brandstofontwikkeling en -validatie, kan BELGONUCLEAIRE haar brandstofdatabank systematisch uitbreiden en verbeteren: Het resulterende bestand kan gebruikt worden om een ruime set gegevenspakketten aan te bieden, die voldoen aan de specifieke belangen van de kernindustrie. Voorbeelden van gegevenspakketten: • MOX brandstof BWR gegevens (kernfysica en brandstofprestatie) • MOX brandstof PWR gegevens (kernfysica en brandstofprestatie) • Radiochemische gegevens • UO2 - Gd2O3 pakket • VIPAC / Sphere Pac MOX gegevenspakket • Opslaggegevens ivm bestraalde brandstof Return page 1 Return page 3