Юрий Набойщиков: с экспериментом совпали

AtomInfo.Ru, ОПУБЛИКОВАНО 11.07.2017

В Екатеринбурге с 26 по 29 июня 2017 года прошла международная конференция FR17, посвящённая тематике быстрых реакторов и связанных с ними топливных циклов.

На вопросы корреспондентов электронного издания AtomInfo.Ru ответил участник конференции, старший научный сотрудник АО "ГНЦ НИИАР" Юрий НАБОЙЩИКОВ.

ПРОДОЛЖЕНИЕ ПОСЛЕ ФОТО

Юрий Набойщиков, фото AtomInfo.Ru

Юрий Владимирович, Вы представляли на конференции FR17 свой доклад.

Наш институт представил на конференции несколько докладов. Я соавтор доклада, посвящённого вопросам расчётно-экспериментального анализа пространственно-энергетического распределения нейтронов в боковом экране реактора БОР-60.

Распределение плотности потока нейтронов и спектра нейтронов очень важно знать для реакторов любого типа. Лучше всего, когда мы располагаем результатами измерений. Но проводить такого типа эксперименты сложно: они трудоёмки, отнимают много времени и занимают значительный облучательный объём в реакторе.

Поэтому нейтронно-физические характеристики реактора мы определяем расчётными методами и поверяем результаты расчёта по результатам исследований облучённых мониторов флюенса.

Относительно легко получить актуальные экспериментальные данные для активной зоны БОР-60 - в ней проводится много исследований, а вот современных экспериментальных данных для бланкета практически нет.

Поэтому мы обратились к истории, а именно, к эксперименту, проведённому на БОР-60 в феврале 1991 года. Нужно сказать, что эксперимент был поставлен на высоком уровне, более поздних данных такого качества и полноты найти не удалось.

Наши предшественники в 1991 году проводили измерения в пяти ячейках на разных радиусах в боковом экране реактора, что позволило им восстановить не только энергетическое, но и пространственное распределение нейтронов.

В докладе на FR17 представлено сравнение результатов расчёта по инженерной программе с экспериментально определёнными нейтронно-физическими характеристиками в боковом экране реактора БОР-60.

Есть, конечно, тонкости. Например, в 1991 году в бланкете был воспроизводящий материал, теперь это стальные сборки. Поэтому было решено провести эксперимент по измерению спектра нейтронов в стальном отражателе, как раз сейчас он и проходит.

По его результатам мы сможем верифицировать расчётную модель для стального бокового экрана и более корректно моделировать современное состояние реактора.

Стандартный вопрос по расчётам. Какие программы и константы Вы использовали?

В НИИАР используются различные комплексы программ для моделирования нейтронно-физических характеристик реактора БОР-60: TRIGEX, различные версии кода MCU, недавно получили SCALE 6, есть и некоторые другие.

Мы давно и успешно сотрудничаем с Обнинском, с ФЭИ, в области программного обеспечения. В частности, при подготовке нашего доклада мы использовали комплекс программ TRIGEX для подтверждения его применимости для моделирования нейтронно-физических характеристик именно в боковом экране.

Это очень хороший и удобный инженерный код для сопровождения эксплуатации реактора на быстрых нейтронах.

В нашем институте различные версии комплекса программ TRIGEX применяются с конца 80-ых годов, периодически мы получаем обновлённые версии и проводим их тестирование и делимся с авторами опытом применения TRIGEX для сопровождения эксплуатации действующего исследовательского реактора.

В расчётах мы использовали библиотеку БНАБ-93. Экспериментаторы при восстановлении спектров из определённых скоростей реакций, скорее всего, опирались на актуальные на тот момент данные из различных библиотек: IRDF, РНМФ и др.

По расчётной модели несколько коротких вопросов. Где она заканчивается?

По радиусу мы описываем реактор вплоть до страховочного кожуха, по высоте у нас тоже довольно детальное описание.

Чтобы лучше представлять сложность расчётной модели, общее число уникальных физических зон в ней составляет порядка 7000. Основной упор, конечно, сделан на активную зону и боковой экран.

Восстановление данных по эксперименту 26-летней давности на уровне, необходимом для создания такой расчётной модели - это большая и кропотливая работа.

Интересно, какие граничные условия Вы задавали?

Равенство нулю градиента потока, равенство нулю потока... Видите ли, в расчётной модели небольшого реактора с такой степенью детализации сборок активной зоны и бокового экрана, тепловой и радиационной защиты во всех направлениях вопрос о граничных условиях становится менее актуальным.

Спектры нейтронов мы рассчитывали в 26 группах. Современные возможности вычислительной техники и новые версии комплексов программ позволяют проводить и более детальные расчёты с использованием метода Монте-Карло, но в данной работе демонстрируется, что диффузионная инженерная программа позволяет вычислять необходимые функционалы на приемлемом уровне, при существенной экономии машинного времени.

Более того, комплекс программ TRIGEX не остановился в своём развитии. У него появились возможности для задания гетерогенностей внутри ячеек, надеемся, что в скором времени нам передадут эту версию TRIGEX и мы с удовольствием опробуем новые возможности для более аккуратного описания рабочих органов СУЗ и других локальных неоднородностей в зоне реактора.

Насколько хорошо Вы совпали с экспериментальными данными?

Для нейтронов с энергией более 0,1 МэВ (в боковом экране БОР-60 таких нейтронов порядка 70%) совпадение расчётных и экспериментальных данных хорошее - менее 10%.

Для нейтронов с меньшими энергиями наблюдаются отличия. Мы объясняем это тем, что при обработке экспериментальных данных в этом эксперименте не учитывалась тонкая структура сечений некоторых элементов, таких как натрий и железо.

В пространственном распределении плотности потока нейтронов наблюдается очень хорошее совпадение расчёта и эксперимента. "Очень хорошее" - значит, результаты расчётов совпали с экспериментальными значениями в пределах погрешности измерений.

А сколько это в процентах?

Порядка 5-10%. Для диффузионной инженерной программы определение потоков нейтронов в боковом экране БОР-60 с такой точностью - это прекрасный результат.

По итогам нашей работы могу сказать, что мы, использовав данные эксперимента 1991 года, модернизировали расчётную модель и в значительной степени верифицировали её.

Когда будет завершён и обработан эксперимент по измерению спектра нейтронов в стальном отражателе, о котором я уже упоминал, мы сможем учесть его результаты для верификации расчётной модели, что актуально для моделирования современного состояния реактора.

Всё вместе это повысит представительность предсказания расчётных характеристик реактора БОР-60 и привлекательность бокового экрана для проведения экспериментов.

Из хороших экспериментов могут получаться хорошие бенчмарки.

Несколько лет назад отчёт, содержащий экспериментальную часть этой работы, передали в комиссию ГК "Росатом" по аттестации стандартных справочных данных в области использования атомной энергии.

По их мнению, по крайней мере, в одной из ячеек, находящейся на границе активной зоны и бокового экрана, установился реперный спектр, который может использоваться для поверки расчётных данных.

В какой-то степени это заключение и подтолкнуло нас к расчётному анализу эксперимента.

Вы сказали, что Ваш доклад был подготовлен вместе с соавторами.

Кроме меня, в работе принимали активное участие Игорь Юрьевич Жемков, Анатолий Ипатьевич Теллин и Дмитрий Константинович Рязанов.

Анатолий Ипатьевич и Дмитрий Константинович отвечали за экспериментальную часть работы, а мы с Игорем Юрьевичем - за расчётную.

Спасибо, Юрий Владимирович, за интервью для электронного издания AtomInfo.Ru.

Ключевые слова: Нейтронно-физические расчёты реакторов, Исследовательские реакторы, БОР-60, Интервью, НИИАР

---

Другие новости:

Парогенераторы для второго блока БелАЭС доставлены в Великий Новгород

Далее до площадки - железнодорожным путём.

В Обнинске прошёл круглый стол, посвящённый подготовке персонала для отрасли

Мероприятие прошло 6 июля 2017 года.

В мире статус действующего имеют 447 блоков, статус строящегося 60 блоков - PRIS

В этом году пущен один блок, окончательно остановлены два.

---

---

---

---

Поиск по сайту: