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Comparison Of The Worth Of Critical And Exponential Measurements For Heavy-Water-Moderated Reactors; Valeur Relative des Mesures Critiques et Exponentielles pour l'Etude des Reacteurs Ralentis a l'Eau Lourde; Sravnenie tsennosti kriticheskikh i ehksponentsial'nykh izmerenij dlya reaktorov s tyazhelovodnym zamedlitelem; Valor Relativo de las Mediciones Criticas y Exponenciales para los Reactores Moderados por Agua Pesada

Abstract

Critical and exponential experiments in general produce overlapping information on reactor lattices. Over the past ten years the Savannah River Laboratory has been operating a heavy-water critical, the PDP, and an exponential, the SE, in parallel. This paper summarizes SRL experience to give results and recommendations as to the applicability of the two kinds of facilities in different experiments. Six types of experiments are considered below: (1) Buckling measurements in uniform isotropic lattices Here Savannah River has made extensive comparisons between single-region criticals, exponentials, substitution criticals, and PCTR type measurements. The only difficulties in the exponentials seem to lie in the radial-buckling determinations. If these can be made successfully, the exponentials can offer good competition to the criticals. Material requirements are greatest for the single-region criticals, roughly comparable for the substitution criticals and exponentials, and least for the PCTR measurements. (2) Anisotropic and void effects SRL experiments with the criticals and with critical-exponential comparisons are reviewed briefly here and at greater length in a companion paper. (3) Evaluation of control systems Adequately analysed exponential experiments appear to give good results for total-worth measurements. However, for adequate study of overall flux shaping, flux tilts, etc. a full-sized critical such as the  More>>
Authors:
Graves, W. E.; Hennelly, E. J. [1] 
  1. Savannah River Laboratory, E.I. Du Pont De Nemours and Co., Aiken, SC (United States)
Publication Date:
Feb 15, 1964
Product Type:
Conference
Report Number:
IAEA-SM-42/42
Resource Relation:
Conference: Symposium on Exponential and Critical Experiments, Amsterdam (Netherlands), 2-6 Sep 1963; Other Information: 41 refs., 3 tabs., 15 figs.; Related Information: In: Exponential and Critical Experiments Vol. II. Proceedings of the Symposium on Exponential and Critical Experiments| 494 p.
Subject:
22 GENERAL STUDIES OF NUCLEAR REACTORS; ACCURACY; ANISOTROPY; BUCKLING; CONTROL SYSTEMS; CRITICALITY; EXPERIMENTAL DATA; HEAVY WATER MODERATED REACTORS; NEUTRON DIFFUSION EQUATION; REACTIVITY WORTHS; REACTOR LATTICE PARAMETERS; TEMPERATURE COEFFICIENT; TWO-DIMENSIONAL CALCULATIONS; VOID COEFFICIENT
OSTI ID:
22122002
Research Organizations:
International Atomic Energy Agency, Vienna (Austria)
Country of Origin:
IAEA
Language:
English
Contract Number:
Contract AT(07-2)-l
Other Identifying Numbers:
Other: ISSN 0074-1884; TRN: XA13M2694078113
Submitting Site:
INIS
Size:
page(s) 479-506
Announcement Date:
Aug 29, 2013

Citation Formats

Graves, W. E., and Hennelly, E. J. Comparison Of The Worth Of Critical And Exponential Measurements For Heavy-Water-Moderated Reactors; Valeur Relative des Mesures Critiques et Exponentielles pour l'Etude des Reacteurs Ralentis a l'Eau Lourde; Sravnenie tsennosti kriticheskikh i ehksponentsial'nykh izmerenij dlya reaktorov s tyazhelovodnym zamedlitelem; Valor Relativo de las Mediciones Criticas y Exponenciales para los Reactores Moderados por Agua Pesada. IAEA: N. p., 1964. Web.
Graves, W. E., & Hennelly, E. J. Comparison Of The Worth Of Critical And Exponential Measurements For Heavy-Water-Moderated Reactors; Valeur Relative des Mesures Critiques et Exponentielles pour l'Etude des Reacteurs Ralentis a l'Eau Lourde; Sravnenie tsennosti kriticheskikh i ehksponentsial'nykh izmerenij dlya reaktorov s tyazhelovodnym zamedlitelem; Valor Relativo de las Mediciones Criticas y Exponenciales para los Reactores Moderados por Agua Pesada. IAEA.
Graves, W. E., and Hennelly, E. J. 1964. "Comparison Of The Worth Of Critical And Exponential Measurements For Heavy-Water-Moderated Reactors; Valeur Relative des Mesures Critiques et Exponentielles pour l'Etude des Reacteurs Ralentis a l'Eau Lourde; Sravnenie tsennosti kriticheskikh i ehksponentsial'nykh izmerenij dlya reaktorov s tyazhelovodnym zamedlitelem; Valor Relativo de las Mediciones Criticas y Exponenciales para los Reactores Moderados por Agua Pesada." IAEA.
@misc{etde_22122002,
title = {Comparison Of The Worth Of Critical And Exponential Measurements For Heavy-Water-Moderated Reactors; Valeur Relative des Mesures Critiques et Exponentielles pour l'Etude des Reacteurs Ralentis a l'Eau Lourde; Sravnenie tsennosti kriticheskikh i ehksponentsial'nykh izmerenij dlya reaktorov s tyazhelovodnym zamedlitelem; Valor Relativo de las Mediciones Criticas y Exponenciales para los Reactores Moderados por Agua Pesada}
author = {Graves, W. E., and Hennelly, E. J.}
abstractNote = {Critical and exponential experiments in general produce overlapping information on reactor lattices. Over the past ten years the Savannah River Laboratory has been operating a heavy-water critical, the PDP, and an exponential, the SE, in parallel. This paper summarizes SRL experience to give results and recommendations as to the applicability of the two kinds of facilities in different experiments. Six types of experiments are considered below: (1) Buckling measurements in uniform isotropic lattices Here Savannah River has made extensive comparisons between single-region criticals, exponentials, substitution criticals, and PCTR type measurements. The only difficulties in the exponentials seem to lie in the radial-buckling determinations. If these can be made successfully, the exponentials can offer good competition to the criticals. Material requirements are greatest for the single-region criticals, roughly comparable for the substitution criticals and exponentials, and least for the PCTR measurements. (2) Anisotropic and void effects SRL experiments with the criticals and with critical-exponential comparisons are reviewed briefly here and at greater length in a companion paper. (3) Evaluation of control systems Adequately analysed exponential experiments appear to give good results for total-worth measurements. However, for adequate study of overall flux shaping, flux tilts, etc. a full-sized critical such as the PDP is required. (4) Temperature coefficients Exponential experiments provide an excellent method for determining the temperature coefficient of buckling for uniform lattice heating. A special facility, the PSE, at Savannah River permits such measurements up to temperatures of 215 Degree-Sign C. For non-uniform lattice heating criticals are generally preferred. (5) Mixed lattices Actual reactors rarely use the simple uniform lattices to which the exponentials basically apply. Critical experiments with mixed loadings are used at SRL both in measuring direct effects in mock-ups and as a test for heterogeneous and two-dimensional diffusion calculations. (6) Criticality studies of heavy-water lattice fuel in light water The SRL exponentials have proved particularly valuable for criticality studies to determine safe methods of handling enriched fuel in light water. High accuracy is not required in this case, and the generalized exponential buckling studies are definitely preferable to the more particularized critical studies. (author) [French] En regle generale, les experiences critiques et exponentielles sur des reseaux de reacteurs fournissent des renseignements qui font double emploi. Durant les dix dernieres annees, le Savannah River Laboratory (SRL) a fait fonctionner simultanement un ensemble critique a eau lourde (PDP) et un ensemble exponentiel (SE). Les auteurs exposent brievement l'experience acquise au SRL, indiquent les resultats obtenus et font des recommandations au sujet de la possibilite d'appliquer ces deux genres d'installations dans differentes experiences. Les auteurs examinent les six types d'experiences ci-apres: 1. Mesures du laplacien dans les reseaux isotropiques uniformes Le SRL a procede a de nombreuses comparaisons entre les mesures faites a l'aide d'ensembles critiques a une seule region, d'ensembles exponentiels, d'ensembles critiques a substitution et du reacteur d'essai des constantes physiques (PCTR). El semble que les seules difficultes que presentent les experiences exponentielles, resident dans les determinations du laplacien dans le sens radial. Si l'on reussit a faire ces determinations, les experiences exponentielles peuvent etre comparees favorablement aux experiences critiques. Les ensembles critiques a une seule region necessitent le plus de matieres; viennent ensuite les ensembles critiques a substitution et les ensembles exponentiels dont les besoins sont en gros comparables; enfin le PCTR ou les mesures en exigent le moins. 2. Effets anisotropiques et effets cavitaires Des experiences a l'aide d'ensembles critiques et les comparaisons faites entre experiences exponentielles et experiences critiques font l'objet d'un apercu dans le present memoire et d'un expose detaille dans un autre memoire. 3. Evaluation des barres de controle Une analyse appropriee des experiences exponentielles semble donner de bons resultats lorsqu'il s'agit de mesures de l'antireactivite totale. Cependant, si l'on veut etudier convenablement certaines caracteristiques du flux, il faut un ensemble critique de dimensions normales tel que le PDP. 4. Coefficients de temperature Les experiences exponentielles offrent une methode excellente si l'on veut determiner le coefficient thermique du laplacien pour un chauffage de reseau uniforme. Une installation speciale (PSE) du SRL permet de proceder a ces mesures a des temperatures allant jusqu'a 215 Degree-Sign C. Pour un chauffage non uniforme, on prefere generalement utiliser des ensembles critiques. 5. Reseaux mixtes Dans les reacteurs, on utilise rarement les reseaux uniformes simples auxquels les experiences exponentielles s'appliquent essentiellement. Au SRL, on fait des experiences critiques a chargements mixtes tant pour mesurer les effets directs dans des maquettes de reacteurs que pour verifier les calculs de diffusion heterogenes et a deux dimensions. 6. Etudes,au point de vue de l'etat critique, du comportement dans l'eau ordinaire d'un combustible destine a un reseau a eau lourde Les ensembles exponentiels du SRL se sont reveles particulierement utiles pour les etudes visant a determiner comment manipuler le combustible enrichi dans l'eau ordinaire. Ces travaux ne necessitent pas une tres grande exactitude; les experiences exponentielles d'un caractere, plus general sont nettement preferables aux experiences critiques d'un caractere plus particulier. (author) [Spanish] Con los conjuntos criticos y los exponenciales se obtienen generalmente informaciones en parte repetidas sobre los reticulados de reactor. En los ultimos diez afios, en el Laboratorio de Savannah River (SRL) se ha venido trabajando con un conjunto critico de agua pesada el PDP, y con un conjunto exponencial, el SE, en forma paralela. Los autores presentan una resefla de a experiencia asi adquirida en dicho laboratorio, exponiendo los resultados y formulando recomendaciones sobre cual de los dos tipos de conjuntos resulta mas adecuado para determinados experimentos. A continuacion se exponen seis tipos de experimentos: 1. Determinacion del laplaciano en reticulados isotropicos uniformes En el SRL se han llevado a cabo extensas comparaciones entre mediciones efectuadas con ayuda de conjuntos criticos de region unica, conjuntos exponenciales, conjuntos criticos de sustitucion y del reactor PCTR (prompt critical test reactor). En el caso de los conjuntos exponenciales, aparentemente solo se tropieza con dificultades en las determinaciones del laplaciano radial. Si se llegase a salvarlas, los experimentos exponenciales podrian rivalizar sin desmedro con los criticos. Los conjuntos criticos de region unica son los que exigen mas material; les sigilen los conjuntos criticos de sustitucion y los exponenciales, cuyas necesidades son, en terminos generales, comparables; en ultimo termino figura el PCTR, cuyas exigencias son minimas. 2. Efectos anisotropicos y de cavitacion Se examinan brevemente loe experimentos realizados en el SRL con conjuntos criticos y se establecen comparaciones entre estos y los conjuntos exponenciales; en otra memoria se trata el mismo tema con mas detalle. ' 3. Evaluacion de los sistemas de control Los experimentos exponenciales se prestan para efectuar mediciones de la eficacia global, siempre que sus resultados se analicen adecuadamente. No obstante, para un estudio cabal de la distribucion general del flujo, de los gradientes de flujo, etc., se requiere un conjunto critico de gran tamano, como el PDP. 4. Coeficientes de temperatura Los experimentos exponenciales constituyen un excelente metodo para determinar el coeficiente termico del laplaciano para un calentamiento uniforme del reticulado. En el SRL hay una instalacion especial, el PSE, que permite establecer dicho coeficiente hasta temperaturas de 215 Degree-Sign C. En cambio, para un calentamiento no uniforme, se prefiere generalmente los conjuntos criticos. 5. Reticulados mixtos En los reactores en funcionamiento raramente se usan los reticulados uniformes simples a los cuales se aplican basicamente los experimentos exponenciales. En el SRL se recurre a los experimentos criticos con cargas mezcladas, tanto para medir los efectos directos en maquetas, como para verificar la correccion de los calculos de difusion en medios heterogeneos y bidimensionales. 6. Estudios de la criticidad en agua ligera de un combustible destinado a reticulados de agua pesada Se ha comprobado que los experimentos exponenciales del laboratorio del SRL son particularmente valiosos para los estudios de criticidad encaminados a encontrar metodos seguros de manipulacion en agua ligera del combustible enriquecido. Estos trabajos no exigen una exactitud muy grande, y cabe senalar que los estudios de tipo general del laplaciano efectuados en conjuntos exponenciales son decididamente preferibles a los estudios especializados con conjuntos criticos. (author) [Russian] Kriticheskie i jeksponencial'nye jeksperimenty dajut, kak pravilo, chastichno perekryvajushhiesja dannye po reaktornym reshetkam. V techenie poslednih desjati let v Laboratorii Savanna-River rabotali parallel'no tjazhelovodnaja kriticheskaja ustanovka PDP i jeksponencial'naja ustanovka SE. Obobshhaetsja opyt s cel'ju dat' rekomendacii v otnoshenii primenenija jetih dvuh ustanovok dlja razlichnyh jeksperimentov. Rassmatrivajutsja shest' vidov jeksperimentov: 1) . Izmerenija laplasiana v odnorodnyh izotopnyh reshetkah Osushhestvleno shirokoe sravnenie rezul'tatov, poluchennyh pri odnorodnyh kriticheskih, jeksponencial'nyh i podstanovochno-kriticheskih izmerenijah, a takzhe izmerenijah tipa PCTR. V jeksponencial'nyh izmerenijah trudnosti, po-vidimomu, zakljuchajutsja edinstvenno v opredelenii radial'nogo laplasiana. Pri udachnom vypolnenii jeksponencial'nye izmerenija mogut uspeshno konkurirovat' s kriticheskimi. Naibol'shee kolichestvo materiala trebuetsja dlja odnozonnyh kriticheskih izmerenij, primerno odinakovoe kolichestvo-dlja podstanovochnokriticheskih i jeksponencial'nyh izmerenij i menee vsego-dlja izmerenij tipa PCTR. 2) Anizotropnyj i pustotnyj jeffekty Sravnenija jeksperimentov laboratorii s kriticheskimi i kriticheski-jeksponencial'nymi privodjatsja v dannoj rabote, a bolee podrobno oni izlagajutsja v rabote, kotoraja soprovozhdaet dannuju. 3) Ocenka sistem upravlenija Okazalos, chto horosho proanalizirovannye jeksponencial'nye jeksperimenty dajut horoshie rezul'taty dlja izmerenij obshhej znachimosti. Odnako dlja nadlezhashhego izuchenija formirovan- nija obshhego potoka, uglov naklona potoka i t.d. neobhodima polnomasshtabnaja kriticheskaja ustanovka napodobie PDP. 4) Temperaturnye kojefficienty Jeksponencial'nye jeksperimenty javljajutsja prevoshodnym metodom opredelenija temperaturnogo kojefficienta laplasiana dlja nagrevanija odnorodnoj reshetki. Imejushhajasja v laboratorii special'naja ustanovka PSE pozvoljaet proizvodit' takie izmerenija vplot' do temperatury 215 Degree-Sign S. Dlja nagrevanija neodnorodnyh reshetok predpovtenie, kak pravilo, otdavalos' kriticheskim jeksperimentam. 5) Smeshannye reshetki Dlja nastojashhih reaktorov redko primenjajutsja prostye odnorodnye reshetki, dlja kotoryh ispol'zujutsja v osnovnom jeksponencial'nye izmerenija. Kriticheskie jeksperimenty so smeshannymi zagruzkami ispol'zujutsja kak dlja izmerenija prjamyh jeffektov v maketah, tak i dlja ispytanija raschetov geterogennoj i dvuhrazmernoj diffuzii. 6) Issledovanija kritichnosti topliva, ispol'zuemogo v tjazhelovodnyh reshetkah, v obychnoj vode vode Jeksponencial'nye izmerenija okazalis' osobenno cennymi dlja issledovanija kritichnosti s cel'ju opredelit' bezopasnye metody obrashhenija s obogashhennym toplivom v obychnoj vode. V jetom sluchae ne trebuetsja bol'shoj tochnosti, i obobshhennye jeksponencial'nye issledovanija laplasiana javljajutsja opredelenno bolee predpochtitel'nymi, chem bolee konkretizirovannye kriticheskie issledovanija. (author)}
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year = {1964}
month = {Feb}
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