Верификация нейтронных данных основных реакторных материалов из библиотеки росфонд на интегральных экспериментах

29.05.2014 2014 - №01 Физика и техника ядерных реакторов

В.Н. Кощеев Г.Н. Мантуров М.Н. Николаев A.М. Цибуля

https://doi.org/10.26583/npe.2014.1.15

В настоящее время существенно обновились практически все существующие в мире библиотеки оцененных нейтронных данных: в США – ENDF/B-VII, в Европе – JEFF-3.1, в Японии – JENDL-4, в Китае – CENDL-4, в России – РОСФОНД. Эти библиотеки интенсивно тестируются на предмет их предпочтительного использования в прикладных задачах. Как правило, тестирование библиотек нейтронных данных проводится в расчетах критичности отобранных особым образом бенчмарк-моделей из международного справочника ISCBEP Handbook. Имеются и другие источники информации для тестирования нейтронных данных. К ним относятся одногрупповые сечения, полученные путем взвешивания на стандартных спектрах деления, и сечения увода нейтронов под порог реакции, используемой в качестве детектора: деление на 238U и 237Np или (n,p)-реакция на 27Al.

В статье представлены результаты тестирования данных для основных топливных реакторных материалов 235U, 238U, 239Pu наряду с традиционными расчетами критичности отобранных бенчмарк-моделей.На первом этапе нейтронные данные для материалов 235U, 238U, 239Pu (резонансные интегралы, одногрупповые сечения, сечения увода под порог) для четырех современных библиотек ENDF/B-VII.1, JEFF-3.1.1, JENDL-4.0 и РОСФОНД сравнивались с экспериментальными данными. На втором этапе верификации нейтронные данные проверялись в расчетах критичности отобранных наборов бенчмарк-экспериментов из справочника ICSBEP Handbook. Критериями отбора бенчмарк-экспериментов служили простота бенчмарк-модели, представительность по величине водород-топливного отношения, полнота описания. Были отобраны бенчмарк-эксперименты для области спектра как быстрых, так и тепловых нейтронов. В списке бенчмарк-моделей содержатся 62 конфигурации с высокообогащенным и 49 моделей с низкообогащенным урановым топливом и 102 модели с плутониевым топливом.

Результаты верификационных расчетов показали хорошую согласованность принятых оценок сечений для 235U, 238U и 239Pu из библиотеки РОСФОНД-2010 с результатами широкого спектра экспериментов. Процедура последовательного тестирования нейтронных данных на результатах интегральных микроэкспериментов и дальнейшая верификация этих данных в расчетах критичности отобранных бенчмарк-конфигураций из международного справочника ICSBEP Handbook позволяют оценить качество нейтронных данных для их последующего использования в научно-поисковых и проектных расчетах ЯЭУ. В дальнейшем для верификации предполагается расширить список экспериментов и привлечь эксперименты из международного справочника реакторных экспериментов IRPhEP и в том числе эксперименты, выполненные в ФЭИ на быстром физическом стенде БФС.

Ссылки

1. Забродская С.В., Игнатюк А.В., Кощеев В.Н. и др. РОСФОНД – Российская национальная библиотека оцененных нейтронных данных. // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерные константы. – 2007. – Вып. 1, 2. – С. 3
2. The JEFF-3.1.1 Nuclear Data Library, JEFF Report 22, NEA No. 6807, OECD 2009.
3. Shibata K. e.a. JENDL-4.0: A new library for nuclear science and engineering. J. Nucl. Sci. Technol. 48, pp. 1–30, 2011.
4. Chadwick M.B. e.a. ENDF/B-VII.1 Nuclear data for science and technology: cross sections, covariances, fission product yields and decay data. Nuclear Data Sheets, v.112, 12, 2011.
5. Mughabghab S.F. Atlas of Neutron Resonances: Thermal Cross Sections and Resonance Parameters. Elsevier Publisher, Amsterdam, 2006.
6. Mannhart W. Progress Report on Nuclear Data Research in the Federal Republic of Germany. NEA/NSC/DOC(99)10, INDC(Ger)-045, 1999.
7. Горбачева Л.В., Мантуров Г.Н., Цибуля А.М. Оценка результатов измерений средних сечений деления 235U, 238U и 239Pu на спектрах нейтронов деления 235U и 252Cf. // Атомная энергия. – 1980. – Т. 49. – Вып. 4. – С. 256.
8. Бондаренко И.И., Ковалев В.П. Физические измерения на нейтронах деления с конверторами. / IAEA Seminar Physics of Fast and Intermediate Reactors, Vienna 1961, v. 2, p. 159.
9. Дулин В.А. и др. Определение сечения увода под порог деления 238U из экспериментов по пропусканию. // Атомная энергия. – 1985. – Т. 59(2). – С. 116.
10. International Handbook of Evaluated Criticality Safety Benchmark Experiments, OECD/NEA, NEA/NSC/DOC(95)03 (September 2009 Edition).
11. Головко Ю.Е., Иванова Т.Т., Николаев М.Н., Рожихин Е.В., Цибуля А.М. Согласованный набор критических экспериментов для верификации нейтронных констант урана-235. // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерные константы. – 2007. – Вып.1-2. – С. 110–125.
12. Головко Ю.Е., Рожихин Е.В., Цибуля А.М., Кощеев В.Н. Выбор согласованного набора критических экспериментов из ICSBEP Handbook и оценка точности расчетного предсказания критичности. / Доклад на Международной конференции по ядерной безопасности (ICNC’07). Санкт-Петербург, 2007.
13. Головко Ю.Е., Рожихин Е.В., Цибуля А.М., Кощеев В.Н. Оценка точности расчетного предсказания критичности на основе экспериментов из справочника ICSBEP Handbook. / Доклад на международной конференции по физике реакторов (PHYSOR’08), Швейцария, 2008.
14. McFarlane R.E. e.a. NJOY97.0 Code System for Produsing Pointwise and Multigroup Neutron and Photon Sections from ENDF/B Data. RSIC Peripheral Shielding Routine Collection, PSR-368.
15. Forrest B.B., Booth T.E. e.a. MCNP-A General Monte Carlo N-Particle Transport Code, Version 5, Overview and Theory. Volume I. LA-UR-03-1987, LANL, (2003).

файлы нейтронных данных РОСФОНД верификация бенчмарк-эксперименты

Ссылка для цитирования статьи: Кощеев В.Н., Мантуров Г.Н., Николаев М.Н., Цибуля А.М. Верификация нейтронных данных основных реакторных материалов из библиотеки росфонд на интегральных экспериментах. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2014. – № 1. – С. 204-214. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2014.1.15 .