Создание программно-математического обеспечения и расчетные исследования гетерогенных эффектов в критических сборках и реакторах на быстрых нейтронах

• Автор: Безбородов, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Обнинск
• Количество страниц: 147 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. УЧЕТ ГЕТЕРОГЕННЫХ ЭФФЕКТОВ ПРИ РАСЧЕТАХ
КРИТСБОРОК И РЕАКТОРОВ НА БЫСТРЫХ НЕЙТРОНАХ
1.1. Гетерогенная структура быстрых критсборок
1.2. Классификация гетерогенных эффектов в быстрых
критсборках и реакторах
1.3. Учет групповой пространственной гетерогенности
кинетическими методами
1.4. Проблема оценки резонансной составляющей гетерогенных
эффектов
1.4.1. Приближенные методики
1.4.2. Оценка с помощью резонансных
1.4.3. Подгрупповой подход.7!”
1.5. Выводы к главе 1
Глава 2. АЛГОРИТМЫ И ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ОЦЕНКИ ГЕТЕРОГЕННЫХ ЭФФЕКТОВ ДЕТЕРМИНИСТИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ
2.1. Решение интегрального подгруппового уравнения переноса
нейтронов методом В П С
2.1.1. Алгоритм расщепления подгрупп нейтронов внутри группы
2.1.2. Алгоритм свертки подгрупп нейтронов внутри группы
2.2. Решение интегро-дифференциального подгруппового уравнения
переноса нейтронов ОБп - методом
2.3. Интерфейс с программами расчета быстрых реакторов
2.4. Выводы к главе 2
Глава 3. РАСЧЕТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕТЕРОГЕННЫХ
ЭФФЕКТОВ В БЫСТРЫХ КРИТСБОРКАХ
3.1. Быстрые сборки с К со ~
3.2. Оценка гетерогенных эффектов в быстрых сборках со
сложной структурой

3.3. Выводы к главе 3
Глава 4. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ТВЭЛЬНОЙ И КАССЕТНОЙ
ГЕТЕРОГЕННОСТИ НА НЕЙТРОННО - ФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЫСТРОГО РЕАКТОРА
4.1. Твэльная и кассетная гетерогенность в быстром реакторе
4.2. Расчетная схема для оценки твэльнаой и кассетной
гетерогенности в быстром реакторе
4.3. Оценка влияния твэльной и кассетной гетерогенности
на нейтронно - физические характеристики модели реактора типа БН
4.4. Выводы к главе 4
Глава 5. ГРАНИЧНЫЕ РЕЗОНАНСНЫЕ ЭФФЕКТЫ
5.1. Классификация граничных резонансных эффектов в быстрых
реакторах и численные методы их оценки
5.2. Граничный резонансный эффект в сборке ЯРЛ - III
5.3. Оценка граничных резонансных эффектов и собственно резонансной гетерогенности в модели реактора БН-1600
с гетерогенной активной зоной
5.4. Выводы к главе 5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ВЫЧИСЛЕНИЕ МАТРИЦ ВЕРОЯТНОСТЕЙ
ПЕРВЫХ СТОЛКНОВЕНИЙ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ОПИСАНИЕ РАСЧЕТНЫХ МОДЕЛЕЙ
КРИТИЧЕСКИХ СБОРОК С К оо «
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Ядерная энергетика является составной частью топливно-энергетического комплекса и относится к базовым отраслям промышленности. Ее дальнейшее развитие представляет собой существенный фактор научно-технического прогресса, что позволяет помимо значительной экономии органического топлива, решать проблемы транспорта и экологии [ 1 ]
Реакторы на быстрых нейтронах играют важную роль в ядерной энергетике. Они также используются и в других отраслях промышленности (космос и т.п. ). Работы по ним проводятся в ряде стран. Наряду с промышленным освоением натриевых реакторов (БН ) ведутся исследования реакторов с другими теплоносителями.
Использование реакторов на быстрых нейтронах (РБН) улучшает экологичность атомной энергетики : РБН эффективные "выжигатели" трансурановых нуклидов ( америций, кюрий ) - высокотоксичных
радиологических отходов с периодом полураспада в миллионы лет [ 2 ].
На нынешнем этапе развития быстрых реакторов существует проблема повышения их экономичности. Их конструкции разрабатывались с запасами прочности, что определялось неисследованностью всех факторов, влияющих на работоспособность оборудования. Экспертные проработки показывают, что возможно снижение удельных капитальных вложений и эксплутационных- затрат на РБН [ 3 ] . Среди резервов экономичности большую роль играет повышение точности расчета характеристик РБН : для снижения
проектных запасов на возможные просчеты , уменьшения отклонения параметров реактора от оптимальных.
Погрешности в предсказании основных нейтронно-физических характеристик могут приводить к ухудшению технико-экономических показателей, вызывая необходимость изменения состава активной зоны или конслрукции реактора [ 4].
Источниками погрешностей расчетного предсказания
характеристик быстрых реакторов являются [ 5 - 7 ] :
• технологические неопределенности - отличие проектных параметров реактора (состав, размеры) от реальных, реализующихся при строительстве в пределах технологических допусков;
• модельные погрешности - неадекватность идеализированной расчетной геометрической модели реактора его проектной компоновке;
• методические погрешности - приближенность расчетных методик;
• константные погрешности - неточность нейтронных данных, используемых в расчетах.
Прогресс в области вычислительной техники и развитие методов расчета реакторов ведут к снижению модельно-методических погрешностей в проектных расчетах.
Технологическая погрешность предсказания К эфф больших плутониевых реакторов-размножителей колеблется в пределах 0.5 - 1 %

тем обстоятельством , что резонансная структура среды менее выражена, чем резонансная структура ее нуклидов. Критический анализ на каких нуклидах учитывать резонансную самоэкранировку сечений позволяет существенно уменьшить число макроподгрупп и компьютерные ресурсы по оценке гетерогенных эффектов. Что решает проблему быстродействия расчетных программ при реализации метода подгрупп в модификации "сквозных подгрупп"
Поскольку гетерогенные эффекты проявляются довольно сложным образом и в каждом конкретном случае требуют индивидуального рассмотрения, можно сначала провести расчет по программе РГСР с учетом резонансной структуры сечений всех нуклидов в среде. А после этого применяя декларативный подход определить вклад отдельных нуклидов и их сочетаний в общий гетерогенный эффект: используя
программу БРСР или РРСР-МЦЬТ. И далее их можно эффективно использовать в зависимости от поставленных целей.
2.2. РЕШЕНИЕ ИНТЕГРО - ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО
ПОДГРУППОВОГО УРАВНЕНИЯ ПЕРЕНОСА НЕЙТРОНОВ 08п - МЕТОДОМ.
В общепринятых обозначениях групповое уравнение переноса для условно-критической задачи , в групповом транспортном приближении индикатрисы рассеяния [ 68 ] имеет вид ( индексы материальной
принадлежности в сечениях для простоты формул опущены) :
( 2 . 23 )
где :
В макроподгрупповом представлении уравнение ( 2.23 ) выглядит следующим образом :