Глобальный перехват ядерной инициативы. Часть VII. Интегрированный программный комплекс для проектирования коммерческих ABR.

Глобальный перехват ядерной инициативы.
Часть VII. Интегрированный программный комплекс для проектирования коммерческих ABR.

Американская инициатива о глобальном ядерном партнёрстве в области ядерной энергии (GNEP) может стать мощным инструментом, способным позволить Соединённым Штатам Америки перехватить инициативу в самых высокотехнологических сферах атомной энергетики - замыкании топливного цикла и строительстве реакторов на быстрых нейтронах.

В седьмой статье цикла мы рассмотрим задачи, ставящиеся в США перед будущим интегральным программным комплексом для нужд проектирования коммерческих реакторов ABR.

Разработка коммерческих реакторов-выжигателей потребует создания новых программных средств, в том числе, для моделирования физики реакторов, теплопереноса и теплогидравлики, механики и безопасностного анализа. Задачей новых средств станет повышение точности компьютерных вычислений и снижение неопределённости проектных параметров, что, в свою очередь, позволит пересмотреть установленные для проектирования консервативные запасы и, в конечном итоге, снизить стоимость реактора. Естественно, что для этого потребуется и проведение работ по валидации новых кодов, а точнее, нового интегрированного программного комплекса.

Для сокращения сроков, работа над созданием интегрированного программного комплекса начнётся параллельно с внесением поправок и модификаций в существующие коды.

Принципиальное отличие интегрированного комплекса от имеющихся кодов будет заключаться в следующем. В настоящее время, проектирование реактора сводится к оптимизации отдельных областей (например, активной зоны). В интегрированном комплексе станет возможным выполнять оптимизацию всего проекта в целом и по всем параметрам. Это не только сократит время проектирования, но и позволит давать своевременные и полные оценки всех предлагающихся изменений.

Первым шагом на пути к созданию интегрированного комплекса станет определение всех источников погрешности в процессе проектирования реактора и их тщательный анализ. Очевидно, что одним из главных источников окажется неопределённость в знании нейтронно-физических параметров трансурановых элементов. Для её устранения, США и их партнёры приступили к выполнению программы экспериментов на доступных реакторах.

Целью начавшихся экспериментов является измерение сечений деления и захвата для тяжёлых металлов и других интересующих материалов в различных диапазонах энергии. Очевидно, что для этого потребуется наладить выпуск образцов для облучения, в том числе, из нептуния, америция и кюрия. Будут поставлены также эксперименты по определению параметров запаздывающих нейтронов в быстром реакторе с трансурановым топливом.

По итогам экспериментальной программы, в США планируется провести пересмотр оценённых нейтронных данных для всех изотопов плутония, урана, америция, кюрия и нептуния. Предполагается также выпуск новых версий оценённых данных для конструкционных материалов, таких, как железо и никель. Одновременно будут подготовлены новые ковариационные матрицы для ряда изотопов, что позволит получать более точные оценки вычислительных ошибок при проектировании реактора.

Помимо нейтронно-физических экспериментов, американские атомщики определяют и другие направления работ. Речь идёт, в частности, об образовании водорода и гелия в конструкционных материалах. Названные газы появляются в результате взаимодействия ядер вещества с нейтронами и приводят к охрупчиванию и распуханию конструктивных элементов активной зоны и её окрестностей. В коммерческих ABR предполагается задействовать новые материалы, и знание их сечений производства водорода и гелия станет обязательным требованием. Необходимо также экспериментальное определение смещений атомов конструкционных материалов под действием нейтронов в диапазоне энергий от 10 кэВ до 10 МэВ.

Аналогичные экспериментальные программы должны быть также запущены для валидации теплофизических, прочностных и безопасностных расчётов быстрых реакторов. Основные направления работ в этих областях будут установлены позднее.

ИСТОЧНИК: AtomInfo.Ru

ДАТА: 04.11.2007

Темы: США, Быстрые натриевые реакторы, GNEP