Расчетно-оптимизационные исследования вариантов развития ядерной энергетики, обеспечивающих нераспространение ядерных материалов

• Автор: Андрианов, Андрей Алексеевич
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Обнинск
• Количество страниц: 148 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА I. ФАКТОР НЕРАСПРОСТРАНЕНИЯ В МЕТОДОЛОГИИ И МОДЕЛЯХ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА РАЗВИТИЯ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

1.1. Нераспространение комплексная проблема ядерной энергетики

1.1.1. Современное состояние в области хранения, производства и контроля над делящимися материалами.

1.1.2. Инициативы по укреплению режима нераспространения

1.1.3. Ренессанс ядерной энергетики вызов режиму нераспространения

1.2. Подходы и программные средства для исследований перспектив

РАЗВИТИЯ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

1.2.1. Подходы к моделированию развития ядерной энергетики

1.2.2. Современные программные средства прогнозирования развития ядерной энергетики.

1.3. Методологические приемы оценки риска распространения
1.3.1. Классификация факторов устойчивости к несанкционированному распространению.3
1.3.2. Атрибутивные, сценарные, игровые подходы.
1.4. ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ I
ГЛАВА . РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ РАЗВИВАЮЩИХСЯ СИСТЕМ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ.
2.1. Разработка имитационнодинамического подхода к моделированию развития ядбрноэнбргетических систем
2.1.1. Описание основных структурных единиц.
2.1.2. Примеры использования имитационнодинамического подхода
2.2. Разработка и тестирование моделей ЯТЦ в среде программного комплекса
2.2.1. Сравнительный расчетный анализ инструментальных средств моделирования ЯТЦ и А Е.
2.2.2. Верификация моделей топливных циклов.
2.3. ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ II.
ГЛАВА III. НЕКОТОРЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СНИЖЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ДЕЛЯЩИХСЯ МАТЕРИАЛОВ В ГЛОБАЛЬНОМ ТОПЛИВНОМ ЦИКЛЕ
3.1. Возможности снижения наработки делящихся материалов при сохранении современных тенденций развития
3.1.1. Накопление делящихся материалов в периоде до г
3.1.2. Сравнительный анализ тепловых реактороввыжигателей плутония
3.1.3. Потенциал концепции денатурирования плутония
3.2. Препятствование распространению плутония посредством многократного рецикла в реакторах на быстрых нейтронах
3.2.1. Критерии выбора стратегии обращения с плутонием, обеспечивающей препятствование его распространению
3.2.2. Накопление плутония в сценариях развития ЯЭ с реакторами на быстрых нейтронах
3.2.3. Двухкритериальная задача оптимизации вовлечения плутония в энергопроизводство
3.3. Выводы к главе III.
ГЛАВА IV. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ С УЧЕТОМ РЕГИОНАЛЬНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ И СОБЛЮДЕНИЕМ ТРЕБОВАНИЙ ЯДЕРНОГО НЕРАСПРОСТРАНЕНИЯ.
4.1. Фактор временной и региональной неравномерности развития.
4.1.1. Диспропорция роста потребностей в атомной генерации.
4.1.2. Неравномерность распределения промышленных мощностей ЯТЦ
4.1.3. Региональное распределение делящихся материалов.
4.2. Расчетный анализ развертывания ядерноэнергетических сис тем в 8 региональной модели мира.
4.2.1. Потребности в мощностях чувствительных предприятий ЯТЦ в среднесрочной перспективе.
4.2.2. Условия формирования равновесной региональной системы топливообеспечения
4.3. Оптимизация структуры отечественной ЯЭ с учетом сооружения и обслуживания ЯТЦ АЭС за рубежом
4.3.1. Оптимальная структура двухкомпонентной ЯЭ при реализации современных планов развития без учета экспорта
4.3.2. Влияние экспортных обязательств на структуру отечественной ЯЭ
4.4. Выводы к главе IV
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


ИНПРО Вена, Австрия, , на IX и X Международных конференциях Безопасность АЭС и подготовка кадров Обнинск, , на рабочих совещаниях МАГАТЭ по обмену опытом использования программных комплексов энергетического планирования Сеул, Корея, Загреб, Хорватия, на III Международной конференции Математические идеи П. Л.Чебышева и их приложения к современным проблемам естествознания Обнинск, на ежегодной конференции Института обращения с ядерными материалами Нэшвил, США, на ежегодном семинаре по науке и международным отношениям Триест, Италия, на XIV семинаре по проблемам физики реакторов Волга Москва, . Опубликованноегь результатов диссертации. По материалам диссертации опубликовано работ, в том числе 4 статьи в научных рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК, 4 в материалах конференций, 7 в тезисах докладов на конференциях, 1 в сборнике научных трудов. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав основного текста, заключения, библиографического списка, включающего в себя 5 наименований. Работа изложена на 8 страницах с иллюстрациями и таблицами. В главе I проведены классификация и анализ инициатив, направленных па укрепление режима нераспространения осуществлен обзор методов оценки риска распространения, а также подходов и инструментальных средств моделирования развития ядерноэнергетических систем. В 1. ЯЭ. В 1. ЯЭ, а также дана их классификация определен ряд нерешенных методологических вопросов и отмечены трудности учта фактора нераспространения в моделях энергетического планирования. Отмечено, что нечувствительность к важным системным факторам нераспространение, отходы, безопасность и учт, главным образом, экономических аспектов является характерной чертой существующих программных средств моделирования развития систем ЯЭ. В 1. Показана их комплементарность и возможность формирования на их базе самосогласованного пакета моделей оценки риска распространения. Указано на усложнение математического аппарата и расширение диапазона факторов, учитываемых исследователями в своих работах, а также обсуждены трудности, возникающие при анализе проблемы на системном уровне. Отмечено, что, несмотря на имеющийся обширный набор подходов и методик оценки риска распространения, в настоящее время отсутствует общепринятая и согласованная на международном уровне методология оценки защищенности ЯТЦ от несанкционированного распространения, что, в конечном счете, препятствует сближению ядерной политики разных стран в этой области. В главе II дано описание и производится тестирование разработанных автором подхода к моделированию развития ядерноэнергетических систем и детальных моделей ЯТЦ, построенных в среде современного программного пакета энергетического планирования . В 2. ЯЭ. В 2. ЯТТД. В первом разделе параграфа проведен сравнительный анализ методов и инструментальных средств моделирования открытых и замкнутых топливных циклов на примере программ и , распространяемых в настоящее время МАГАТЭ и используемых в качестве поддержки международного проекта ИНПРО. С помощью имитационнодинамического подхода выявлены модельные различия программ, пути их устранения и идентифицированы способы их взаимосогласованного использования для решения задач прогнозирования развития ЯЭ. Далее приведено описание моделей традиционных и перспективных ЯТЦ, построенных в среде программного пакета энергетического планирования , которые в связке с имитационнодинамическими моделями используются для расчетов, проведенных в последующих главах. В главе IГ1 приведены результаты сравнения темпов накопления плутония и альтернативных делящихся материалов нептуния и америция для различных вариантов развития ЯЭ. В 3. ЯЭ и стратегий обращения с делящимися материалами в топливном цикле на временном интервале от до гг. Оценены возможности тепловых реактороввыжигателсй плутония и потенциал концепции денатурирования плутония как способы сокращения темпов накопления делящихся материалов. В 3. ЯТЦ по плутонию и многократный его рецикл в реакторах на быстрых нейтронах РБН с точки зрения снижения темпов накопления плутония.