Имитационное моделирование глобальных потоков ядерных материалов при различных вариантах использования ядерно-энергетических систем

• Автор: Уланов, Дмитрий Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 236 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Содержание
Введение
Глава Г Обзор состояния глобальной ядерной энергетики и проводимых исследований в области её моделирования

1.1. Обзор состояния ядерной энергетики и тенденции к сотрудничеству

1.2. Международные инициативы по сотрудничеству в атомной области

1.2.1. Программа «Поколение IV» (Generation IV)

1.2.2. Международная рамочная система сотрудничества в области атомной энергии (IFNEC)
1.2.3. Международный проект по инновационным ядерным реакторам и топливным циклам МАГАТЭ (ИНПРО)

1.2.4. Сравнение международных инициатив

1.3. Существующие проекты и исследования в области моделирования развития ЯЭ
1.3.1. Международная оценка ядерного топливного цикла (INFCE)
1.3.2. Совместные исследования инновационных ядерных систем закрытого ЯТЦ на основе быстрых реакторов в рамках проекта МАГАТЭ ИНПРО
1.3.3. Совместное исследование МАГАТЭ в рамках проекта ИНПРО «Развитие ядерной энергетики в XXI веке: глобальные сценарии и региональные тренды»
1.3.4. Проект Red-Impact
1.3.5. Европейский план действий по делению и трансмутации для устойчивого развития ядерной энергетики (PATEROS)
1.3.6. Исследование АЯЭ ОЭСР «Усовершенствованные ЯТЦ и обращение с радиоактивными отходами»
1.3.7. Другие исследования АЯЭ ОЭСР
1.4. Выводы к Г лаве

Глава 2. Гомогенная и гетерогенная модели взаимодействия, РОСТ спроса на ядерную энергетику и инструменты моделирования
2.1. Гомогенная и гетерогенная модели
2.2. Анализ долгосрочного спроса на энерго- и электропотребление
2.3. Определение прогнозов роста спроса на ядерную энергетику для
гетерогенной и гомогенной модели
2.4. Инструменты моделирования, использованные для сценарных
расчетов
2.4.2. Оптимизационный подход
2.4.3. Имитационный подход
2.4.4. Аналитический подход
2.5. Информационная система, программные средства и алгоритм
проведения вычислительных экспериментов
2.6. Выводы к Главе
Г лава 3. Г омогенная модель взаимодействия
3.1. Сценарий обычного развития BAU (Business as usual)
3.1.2. Концепции реакторов LWR и HWR
3.1.3. Описание сценарных условий анализа
3.1.4. Сенситивный анализ глобальных материальных потоков для сценария BAU
3 2 Сценарий BAU-plus с вводом усовершенствованного легководного
реактора (ALWR)
3.3. Сценарий BAU-plus с FR с вводом быстрых реакторов (FR Breakeven, FR
Breeder, FR High Burnup Breeder)
3.3.1. Концепции быстрых реакторов
3.4. Описание сценарных условий и результаты анализа
3.4.1. Основные характеристики и ограничительные условия сценария BAU-plus с FR
3.4.2. Материальные потоки конечной стадии ЯТЦ на основе сценарных ограничений

3.5. Сценарий BAU-plus с FR Breakeven
3.6. Сценарий BAU-plus с FR Breeder
3.7. Сценарий BAU-plus с FR High Burnup Breeder
3.8. Сенситивный анализ глобальных материальных потоков для сценария
BAUcFR
3.8.1. Потери при переработке ОЯТ
3.8.2. Время, затрачиваемое на охлаждение и переработку ОЯТ
Ограничение перерабатывающих мощностей
3.8.3. Использование переработанного урана
3.9. Выводы к Главе
Г лава 4. Г етерогенная модель взаимодействия
4.1. Описание сценарных условий
4.2. Сценарий гетерогенной модели для невзаимодействующих негеографических групп
4.2.1. Начальный этап ЯТЦ
4.2.2. Конечный этап ЯТЦ
4.3. Сценарий гетерогенной модели для взаимодействующих негеографических групп
4.3.1. Начальный этап ЯТЦ
4.3.2. Конечный этап ЯТЦ
4.4. Выводы к Главе
Глава 5. Роль жидкосолевых реакторов и подкритических реакторов (электроядерных установок) для трансмутации минорных актинидов в
двухкомпонентной структуре глобального ядерного топливного цикла
5.1. Концепция жидкосолевого реактора (MSR) и его основные характеристики
5.2. Концепция Европейской установки для промышленной трансмутации (ADS) и её основные характеристики
5.3. Описание сценарных условий
5.4. Масштабы аккумулирования МА в сценариях

1.2.3. Международный проект по инновационным ядерным реакторам и топливным циклам МАГАТЭ (ИНПРО)
Международный проект по инновационным ядерным реакторам и топливным циклам МАГАТЭ (ИНПРО) был начат в 2000 г. государствами-членами МАГАТЭ, принявшими резолюцию, направленную на поддержку использования ядерной энергии в качестве устойчивого ресурса, способного удовлетворять энергетические потребности XXI веке [44]. Для того, чтобы ядерная составляющая играла значимую роль в глобальном энергоснабжении, требуется уже в наши дни разработать инновационные подходы к решению проблем, связанных с экономической конкурентоспособностью, безопасностью, отходами и потенциальным риском распространения. Рассчитанный на более долгосрочную перспективу, чем другие инициативы, ИНПРО является единственным проектом, в рамках которого подход к решению насущных проблем осуществляется с учетом специфических нужд потенциальных пользователей в развивающихся странах, нацеленных на развитие мирной ядерной энергетики. Принятое в ИНПРО определение «пользователей» охватывает широкий круг заинтересованных сторон, включая инвесторов, разработчиков, операторов АЭС, регулирующие органы, местные органы власти и организации, правительства, неправительственные организации и СМИ, а также конечных потребителей энергии.
Проект ИНПРО осуществляется в контексте инициативы Президента Российской Федерации В.В.Путина, выдвинутой им на Саммите тысячелетия в ООН в 2000 году [45]. Инициатива направлена на комплексное решение политических, экономических и экологических проблем, связанных с устойчивым обеспечением человечества энергией на основе ядерных технологий.
Практическая реализация проекта ИНПРО началась в мае 2001 года под эгидой МАГАТЭ. Свидетельством международного признания проекта является то, что в январе 2012 года его участниками уже являлись 35 государств. Участником ИНПРО может стать любая страна, являющаяся членом МАГАТЭ и