Верификация константного обеспечения РОСФОНД/БНАБ-РФ в расчетах международного теста OECD/NEA по критической безопасности систем с МОКС-топливом

20.09.2018 2018 - №03 Безопасность, надежность и диагностика ЯЭУ

О.Н. Андрианова Ю.Е. Головко Г.Н. Мантуров

https://doi.org/10.26583/npe.2018.3.14

Представлены результаты расчетного анализа бенчмарк-теста OECD/NEA по оценке точности параметров критической безопасности размножающих систем с МОКС-топливом. Расчетный тест представляет собой набор из 15-ти шарообразных размножающих систем, различающихся характеристиками состава и геометрии. По условиям теста значения kэфф анализируемых систем заранее неизвестны. В рамках расчетного анализа теста с использованием национальных кодов и библиотек ядерных данных требуется наравне с расчетом kэфф также оценить априорную (обусловленную точностью используемых ядерных данных) и апостериорную (с учетом накопленной экспериментальной информации) погрешности расчета kэфф. На основании бенчмарк-теста протестирована обновленная версия константного обеспечения РОСФОНД/БНАБ-РФ. Приведены результаты оценки априорной и апостериорной погрешностей kэфф с использованием системы ИНДЭКС для предложенных тестовых моделей. На основании анализа результатов расчетов показано, что 1) наблюдаемый разброс в значениях kэфф, полученных с использованием российской библиотеки РОСФОНД и зарубежных библиотек оцененных ядерных данных (ENDF/B-VII.0, JEFF-3.2, JENDL-4.0), варьируется в пределах от –0.3 до 0.8%; 2) отклонения результатов расчетов в значениях kэфф, полученных по библиотеке РОСФОНД и ее групповой версии БНАБ-РФ, не превышают 0.1%. Среднее для всех тестовых вариантов размножающих систем значение априорной погрешности расчета kэфф составило порядка 1%, а с учетом отобранного набора экспериментальных данных по критичности систем с МОКС-топливом, включающих в себя эксперименты на стендах БФС, средняя апостериорная погрешность kэфф снижается до 0.3%. Выполненные оценки подтверждают высокую точность константного обеспечения РОСФОНД/БНАБ-РФ для расчетов параметров критической безопасности размножающих систем с МОКС-топливом.

Ссылки

1. Веб-сайт ОЭСР/АЯЭ. Электронный ресурс: https://www.oecd-nea.org/ (дата доступа 05.06.2018).
2. Веб-страница экспертной группы ОЭСР/АЯЭ по анализу неопределенности в задачах оценки критической безопасности. https://www.oecd-nea.org/science/wpncs/UACSA/ (дата доступа 05.06.2018).
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. – Вып. 12. – С. 3-21.
4. Андрианова О.Н., Головко Ю.Е., Рожихин Е.В., Якунин А.А. Верификация библиотеки констант БНАБ-РФ на модельных задачах и специально отобранных бенчмарк-экспериментах // Ядерная физика и инжиниринг. – 2012. –Т. 3. – № 2. – С. 120-126.
5. Мантуров Г.Н. Система кодов и ядерных данных для нейтронно-физических расчетов реакторов и оценки погрешностей // ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы. – 2017. – № 1. – С. 115-128.
6. Manturov G., Semenov M., et al. System of codes and nuclear data for neutronics calculations of fast reactors and uncertainty estimation / Proc. of the International Conference on Fast Reactors and Related Fuel Cycles: Next Generation Nuclear Systems for Sustainable Development (FR17). – Ekaterinburg, Russian Federation, June 26-29, 2017. – Conference ID 50810 (IAEA-CN245-475).
7. Андрианова О.Н., Головко Ю.Е., Жердев Г.М. и др. Тестирование ковариационных матриц погрешностей системы констант БНАБ // Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика. – 2014. – № 2. – С. 109-117.
8. Усачев Л.Н., Бобков Ю.Г. Последовательное планирование интегральных экспериментов и эффективный метод подгонки констант с учетом коррекции погрешностей совокупности микроскопических измерений / Сб. «Ядерные константы».– Вып.10. – М.: Атомиздат, 1972. – 88 C.
9. Головко Ю.Е., Кощеев В.Н., Мантуров Г.Н., Цибуля А.М. Применение метода наименьших квадратов для оценки константной погрешности расчетов критичности систем с плутонием. // Ядерная физика и инжиниринг. – 2014. – Т. 5. – № 4. – С. 293.
10. Ivanova T., Laville C., Dyrda J., Mennerdahl D., Golovko Y. OECD/NEA expert group on uncertainty analysis for criticality safety assessment: results of benchmark on sensitivity calculation (phase III). В сборнике International Conference on the Physics of Reactors 2012, PHYSOR 2012: Advances in Reactor Physics 2012. – Knoxville, Tennessee, USA. – PP. 2762-2780.
11. Головко Ю.Е. Применение метода неопределенных множителей Лагранжа в анализе на непротиворечивость экспериментов на примере систем с высокообогащенным ураном. // Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика. – 2012. – № 3. – С. 5-15.
12. MCNP – A General Monte Carlo N-Particle Transport Code, Version 5, Volume I: Overview and Theory, LA-UR-03-1987, Los Alamos, US, 2008. – 416 P.
13. International Handbook of Evaluated Criticality Safety Benchmark Experiments (ICSBEP). Электронный ресурс: https://www.oecd-nea.org/science/wpncs/icsbep/ handbook.html (дата доступа 05.07.2018).
14. Головко Ю.Е., Мантуров Г.Н. Использование метода неопределенных множителей Лагранжа для устранения противоречий при анализе бенчмарк-экспериментов ICSBEP по критической безопасности. // ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы. – 2017. – № 2. – С. 52-60.
15. Golovko Y., Rozhikhin Y., Koscheev V., Tsibulya A. Evaluation of accuracy of calculational prediction of criticality based on ICSBEP handbook experiments / International Conference on the Physics of Reactors 2008. – PHYSOR 2008, Interlaken, Switzerland. – PP. 1677-1684.
16. Андрианова О.Н., Кощеев В.Н., Ломаков Г.Б., Мантуров Г.Н. Совместное использование дифференциальных и интегральных экспериментов для уточнения оцененных ядерных данных // ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы. – 2017. – № 1. – С. 98-105.
17. Андрианова О.Н., Мантуров Г.Н., Рожихин Е.В. Применение неаналоговых методов в коде MCNP для расчетного анализа измерений скоростей реакций на критических сборкахБФС// Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2016. – № 2. – С. 66-76.
18. Doulin V., Kochetkov A., Pavlova O. et.al. BFS1 FUND EXP 003. Experimental program performed at the BFS-42 assembly k-infinity experiments for 238U in fast neutron spectra: measurements with plutonium mixed with depleted uranium dioxide and polyethylene, International handbook of evaluated reactor physics benchmark experiments. CD version, NEA/NSC/DOC (2007) 1, 2007.
19. Doulin V., Kochetkov A., Pavlova O. et. al. BFS2 FUND EXP 001. Experimental program performed at the BFS-31 assembly k-infinity experiments for 238U in fast neutron spectra: measurements with plutonium mixed with depleted uranium dioxide and polyethylene. International handbook of evaluated reactor physics benchmark experiments. CD version, NEA/NSC/DOC (2007) 1, 2007.
20. Doulin V., Kochetkov A., Pavlova O. et. al. BFS2 FUND EXP 001. BFS-97, -99, -101 assemblies: experimental program on critical assemblies with heterogeneous compositions of plutonium, depleted uranium dioxide, and polyethylene. International handbook of evaluated reactor physics benchmark experiments. CD version, NEA/NSC/DOC (2007) 1, 2007.

МОКС-топливо интегральные эксперименты стенд БФС оценка точности эффективный коэффициент размножения константная погрешность тест OECD/NEA метод максимального правдоподобия

Ссылка для цитирования статьи: Андрианова О.Н., Головко Ю.Е., Мантуров Г.Н. Верификация константного обеспечения РОСФОНД/БНАБ-РФ в расчетах международного теста OECD/NEA по критической безопасности систем с МОКС-топливом. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2018. – № 3. – С. 160-170. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2018.3.14 .