بهینه سازی مدیریت سوخت داخل قلب راکتور یکی از مهمترین چالش ها در مهندسی هسته ای می باشد. تاکنون استراتژی های گوناگونی برای طراحی چیدمان بهینه سوخت در قلب راکتورهای هسته ای ارایه شده اند. در بیشتر این استراتژی ها، افزایش ضریب تکثیر قلب و کاهش ضریب قله توان به جهت افزایش طول دوره ماندن سوخت در قلب راکتور و بهبود کارایی مجتمع های سوخت اهداف اصلی بوده اند. الگوریتم ژنتیک (ga) و الگوریتم گروه ذرات (pso) کارایی نسبتا خوبی در بهینه سازی مدیریت سوخت داخل قلب راکتور داشته اند. در این تحقیق یک روش جدید با استفاده از الگوریتم گروه ذرات با رفتار کوانتومی (qpso) جهت تخت کردن توان شعاعی در نیروگاه هسته ای wwer-1000بوشهر ارایه شده است. نتیجه و همگرایی این روش نشان می دهد که qpso کارایی بسیار خوبی دارد و با ga و pso قابل مقایسه می باشد. به علاوه به عنوان یک حرکت ابتکاری یک عمل گر به عنوان عمل گر جهش به الگوریتم qpso اضافه شده است. این الگوریتم، الگوریتم گروه ذرات کوانتومی با عمل گر جهش تفاضلی (qpso-dm) نامیده می شود. این الگوریتم در بهینه سازی مدیریت سوخت بهتر از pso و qpso عمل می کند. نتیجه بهینه سازی با استفاده از این الگوریتم نشان می دهد که این الگوریتم همانند pso در مینیمم های محلی به دام نمی افتد و در عوض نتیجه بهتری به ارمغان می آورد. در این تحقیق ثابت های چند گروهی توسط کد wims برای مجتمع های سوخت مختلف تولید شده و جهت به دست آوردن توزیع توان در نرم افزار citation استفاده شده اند.

راکتور تحقیقاتی تهران در سال 1342 راهاندازی شد. سوخت این راکتور در سال 1372 از درجه غنای بالا (heu) به درجه غنای پایین (leu) تبدیل شده است. سوخت های heu مصرف شده این راکتور در حوضچه ای نگه‍داری می شوند که در دوره های قبلی به طور کامل استفاده نشده و هنوز دارای اورانیوم کافی جهت راه اندازی قلب دیگری می باشند. لذا، هدف یافتن بهترین چیدمان قلب برای یک راکتور تحقیقاتی قدرت پایین با این سوخت های بر جا مانده است که امکان آنالیز فعال سازی نوترونی را داشته و برخی آزمایشات درس آزمایشگاه راکتور را بتوان انجام داد. قدرت این راکتور، پایین در نظر گرفته شده است تا سوخت کم مصرف شود و طول عمر راکتور طولانی گردد. منظور از بهترین چینش در این پایان نامه این است که، علاوه بر این که باید راکتور بحرانی شود، عمر مفید راکتور طولانی گردد. برای این منظور باید ضریب تکثیر افزایش یابد. بدین منظور در مجموعه حاضر، از کد wims و citation استفاده شده است. با استفاده از کد محاسبات سلولی wims بسته های سوخت مذکور مدل شده و ثوابت گروهی محاسبه شده است، سپس این ثوابت گروهی به همراه 26 آرایش مختلف قلب راکتور تهران (از سال 1346تا 1372) در ورودی کد citation استفاده شده است. این کد معادله پخش را حل کرده و توزیع توان را برای استفاده در قلب بعدی محاسبه می نماید، با این توزیع توان ثوابت گروهی جدید متناسب با میزان مصرف سوخت، با کمک کد wims برای قلب بعدی محاسبه می شود. بدین ترتیب با محاسبات مربوط به 26 قلب، مشخصات سوخت های مصرف شده از نظر میزان مصرف و ثوابت هسته ای آنها به دست می آید، سپس با این سوخت های برجا‍ مانده چیدمان قلب جدیدی برای کار در قدرت پایین 1 کیلو‍وات به گونه ای انجام می شود که مدیریت این بسته های سوخت به منظور افزایش طول عمر راکتور بهینه شود. برای به دست آوردن بهینه ترین چینش از الگوریتم ژنتیک استفاده شده است.

سوخت های غنای بالای مصرف شده (heu) راکتور تحقیقاتی تهران، درحال حاضر درون استخر سوخت های مصرف شده در آن محل نگهداری می شوند. این سوخت ها، در دوره های قبلی کار راکتور بطور کامل سوخته نشده و هم اکنون نیز دارای اورانیوم کافی برای راه اندازی قلب راکتور دیگری می باشند. در این تحقیق، از دیدگاه محاسبات نوترونیک به امکان سنجی برای ساخت قلب یک راکتور تحقیقاتی قدرت پایین آب سبک، به منظور استفاده در محیط دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته کرمان، توسط سوخت های مصرف شده heu پرداخته شده است. با توجه به محاسباتی که به منظور بدست آوردن میزان مصرف هر کدام از این سوخت هایheu بعد از چندین سال کارکرد در چیدمان های مختلف قلب بدست آمده، با ایجاد یک چیدمان جدید توسط سوخت ها در قلب راکتور جدید، به محاسبه طول عمر و شارهای نوترونی حاصل از این راکتور در قدرت های کاری مختلف پرداخته شده است. همچنین با توجه به معیارهای طول عمر، شار نوترونی و قدرت کارکرد مناسب برای راکتور جدید، تعیین کاربری این راکتور مورد بررسی قرار می گیرد. طبق نتایج حاصل از محاسبات نوترونیک، استفاده از سوخت هایheu به منظور ساخت قلب این راکتور جدید، با توجه به کاربردهای تعیین شده، در قدرت پایین امکان پذیر می باشد.

چکیده ندارد.