Рококо – система константного обеспечения расчета реакторов методом Монте-Карло

23.03.2018 2018 - №01 Физика и техника ядерных реакторов

Г.М. Жердев М.Н. Николаев

https://doi.org/10.26583/npe.2018.1.05

Система РОКОКО [1] предназначена для константного обеспечения расчетов методом Монте-Карло как нейтронных полей, так и порождаемых ими полей гамма-излучения. Исходной базой ядерных данных, используемых в системе, является российская национальная библиотека оцененных нейтронных данных РОСФОНД-10 [2 – 4]. Особенность системы состоит в том, что расчетчику предоставляется возможность оптимизировать степень детальности описания энергетических зависимостей нейтронных сечений: сечения основных топливных, конструкционных материалов и теплоносителя могут быть описаны так детально, как это предусмотрено оцененными данными; сечения второстепенных нуклидов (минорных актинидов, продуктов деления и т.п.) могут описываться в 299-групповом приближении БНАБ [5] с учетом резонансной самоэкранировки методом подгрупп или вовсе без учета самоэкранировки. Энергетическая зависимость гамма-излучения описывается в 127-групповом P-5-приближении [6]. Оптимизация степени детальности позволяет существенно сократить время счета без сколь-нибудь значимого влияния на результат и его погрешность. При расчете энерговыделения в нейтронных реакциях и в матрицах образования гамма-квантов при желании могут быть учтены вклады от распада образующихся в этих реакциях радионуклидов (с периодом полураспада менее трех лет). Энергетическая зависимость анизотропии упругого рассеяния описывается детально и при групповом или подгрупповом описании сечений путем задания 33-х границ 32-х равновероятных интервалов по косинусу угла рассеяния. Эффекты термализации при расчете нейтронных полей учитываются либо в приближении идеального газа, либо с помощью 72-групповых термализационных матриц, построенных на основе термализационных файлов, включенных в библиотеку РОСФОНД (в случаях, когда таковые файлы в ней содержатся).

В системе содержатся описания детальных зависимостей сечений и угловых распределений упругого рассеяния на всех многоизотопных элементах; связь между углом рассеяния и потерей энергии в этом случае устанавливается с помощью зависящего от энергии эффективного атомного веса. Программные коды написаны на языке ФОРТРАН. Система легко встраивается в расчетные программы, реализующие метод Монте-Карло.

Ссылки

1. Кислицина Т.С., Николаев М. Н. ROCOCO. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2016612400 от 26.02.2016 г.
2. Николаев М. Н. РОСФОНД – российская национальная библиотека оцененных нейтрон-ных данных // В мире науки. – 2006. – № 9. – С. 78-81.
3. Забродская С.В., Игнатюк А.В., Кощеев В.Н., Манохин В.Н., Николаев М.Н., Проняев В.Г. РОСФОНД – российская национальная библиотека оцененных нейтронных данных // ВАНТ. Серия: Ядерные константы. – 2007. – № 1-2. – С. 3-21.
4. РОСФОНД – РОСсийская библиотека Файлов Оцененных Нейтронных Данных. / Под ред. Николева М.Н. Электронный ресурс: https://www.ippe.ru/reactors/reactor-constants-datacenter/rosfond-neutron-database (дата обращения 20.12.2017).
5. Мантуров Г.Н., Николаев М.Н., Цибуля А.М. Система групповых констант БНАБ-93. Часть 1. Ядерные константы для расчета нейтронных и фотонных полей излучения // ВАНТ. Серия: Ядерные константы. – 1996. – № 1. – С. 59.
6. Кощеев В.Н., Мантуров Г.Н., Николаев М.Н., Цибуля А.М. Библиотека групповых констант БНАБ-РФ для расчетов реакторов и защиты // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2014. – № 3. – С. 93-101.
7. Z#5 Monte#Carlo Team (Forrest Brown – team leader and 20 coworkers). MCNP – A General Monte-Carlo N-Particle Transport Code, Ver. 5, Overview and Theory, LA-UR-03-1987, Vol. I-III. – LANL, 2003.
8. Кислицина Т.С., Николаев М. Н. COLIBRY. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2016620322 от 11.03.2016 г.
9. Мантуров Г.Н., Николаев М.Н., Поляков А.Ю., Цибуля А.М. Аннотация программы CONSYST // ВАНТ. Серия: Ядерные константы. – 1999. – № 2. – С. 148.
10. NJOY99.0 Code System for Producing Pointwise and Multigroup Neutron and Photon Cross Sections from ENDF/B Data. RSICC Peripheral Shielding Routine Collection. Oak Ridge National Laboratory. Documentation for PSR-480/NJOY99.0 Code Package (March 2000).
11. MacFarlane R.E., Kahler A.C. Method for Processing ENDF/B-VII with NJOY. // Nuclear Data Sheets. – 2010. – Vol. 111. – No. 12. – PP. 2739-2890.
12. Жемчугов Е.В. Программа SUBGROUPS. Электронный ресурс: http://jini-zh.org/subgroups/subgroups.html (дата обращения: 20.07.2017).
13. Eriksson J.R. A Slow Neutron Scattering Routine from the Gas Model. // Nucl. Sci. Eng. – 1970. – Vol. 41. – PP. 307-309.
14. Chaudat J.P., Darrouzet M., Fisher E.A. Experiment in Pure Uranium Lattices with Unit K”. Assemblies: SNEAK818Z, UK1 and UK5 in ERMINE and HARMONIE. KFK-1865 (CEA-R-4552). 1974.
15. NEA Nucl. Sci. Committee. International Handbook of Evaluated Criticality Safety Benchmark Experiments. Vol. II, HCI-005. k-infinity Experiments in Intermediate Neutron Spectra for Vаriuse Structural Materials.
16. Франк#Каменецкий А.Д. Моделирование траекторий нейтронов при расчете реакторов методом Монте-Карло. – М.: Атомиздат, 1978. – 96 c.
17. Осецкая М.М., Украинцев В.Ф., Галковская В.Е. Управление топливной составляющей (начальной и заключительной стадий ЯТЦ) себестоимости электроэнергии при формировании производственной программы на АЭС России. // Экономика и предпринимательство. – 2017. – № 4-2 (81-2). – С. 590-599.
18. Осецкая М.М., Жердев Г.М., Алленых М.А. Оценка влияния расходов на топливо на производственную программу электроэнергетических предприятий России. // Фундаментальные исследования. – 2017. – № 10-2. – С. 381-386.

ядерные данные, расчет полей излучений методом Монте-Карло комбинации детального и группового описания энергетической зависимости сечений

Ссылка для цитирования статьи: Жердев Г.М., Николаев М.Н. Рококо – система константного обеспечения расчета реакторов методом Монте-Карло. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2018. – № 1. – С. 41-52. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2018.1.05 .