Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

Детальное моделирование эксперимента IRON 88 на установке ASPIS В (r, z)- и (x, y, z)-геометриях

30.09.2019 2019 - №03 Моделирование процессов в объектах ядерной энергетики

О.В. Николаева С.А. Гайфулин Л.П. Басс

DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2019.3.12

УДК: 519.6

Приведены результаты моделирования известного эксперимента Iron 88 из базы данных SINBAD по измерению скоростей реакций 32S (n,p) 32P, 115In (n,n′) 115mIn, 103Rh (n,n′) 103mRh, 27A1 (n,α) 24Na и 197Au (n,γ) 198Au. Основная проблема состоит в моделировании реакции на золоте, поскольку сам детектор и его чехол (кадмий) существенно меняют потоки нейтронов.

Моделирование реакции на золоте выполняется при задании детекторов и чехлов с помощью пространственной сетки. Для вычисления скоростей реакции используются значения потоков нейтронов в ячейках, образующих детекторы. Расчеты выполняются как в двумерной (r, z)-геометрии, так и в трехмерной (x, y, z)-геометрии. В последнем случае для задания детекторов и чехлов используется неструктурированная тетраэдрическая сетка. Расчеты выполняются с многогрупповыми системами констант ENDFB-VII, БНАБ-93, БНАБ-РФ. Расчеты остальных (пороговых) реакций выполняются без задания самих детекторов.

Показано, что результаты расчета пороговых реакций в различных геометриях и с разными системами констант в целом удовлетворительно согласуются друг с другом и с экспериментальными данными. Результаты расчета реакции на золоте согласуются с экспериментом только при расчете в трехмерной (x, y, z)-геометрии при учете детектора и чехла.

При моделировании активации золота в эксперименте Iron 88 необходимо учитывать влияние измерительного прибора на поле нейтронов.

Ссылки

  1. Iron88 benchmark. Интернет-ресурс: https://www.oecd-nea.org/science/wprs/shielding/sinbad/asp_fe88/as88-abs.htm (дата обращения 16.04.2019).
  2. Kodeli I.A., Plevnik L. Nuclear data adjustment exercise combining information from shielding, critical and kinetics benchmark experiments ASPIS-Iron 88, Popsy and SNEAK-7A/7B. // Progress in Nuclear Energy. – 2018. – Vol. 106. – PP. 215-230. DOI: doi.org/10.1016/j.pnucene.2018.03.007.
  3. Kodeli I., Milocco A., Ortego P., Sartori E. 20 Years of SINBAD (Shielding Integral Benchmark Archive and Database). // Progress in Nucl. Sci. and Tech. – 2014. – Vol. 4. – PP. 308-311.
  4. Palmiotti G, Salvatores M, Hursin M, Kodeli I., Gabrielli F, Hummel A. New approaches to provide feedback from nuclear and covariance data adjustment for effective improvement of evaluated nuclear data files. // EPJ Web of Conferences. – 2017. – Vol. 146. – No 06003. DOI: doi.org/10.1051/epjconf/201714606003.
  5. Грабежной В.А., Ломаков Г.Б., Мантуров Г.Н. Расчет серии экспериментов по радиационной защите из базы данных SINBAD с использованием БНАБ-РФ. // Ядерная и информационная безопасность. – 2017. – № 2 (84). – С. 3-17. blog.secnrs.ru/2017/07/sindbad/.
  6. Salome platform. Интернет-ресурс: https://www.salome-platform.org(дата обращения 16.04.2019).
  7. Schoberl J. NETGEN. An advancing front 2D/3D-mesh generator based on abstract rules. //Computing and Visualization in Science. – 1997. – Vol. 1. – No 1. – PP. 41-52. DOI: doi.org/10.1007/s007910050004.
  8. Carlson B.G. A Method of Characteristics and Other Improvements in Solutions Methods for the Transport Equations. // Nuclear Science and Engineering. – 1976. – Vol. 61. – PP. 408-425. DOI: doi.org/10.13182/NSE76-A26927.
  9. Chadwick M.B., Oblozinsky M., Herman M. et al. ENDF/B-VII.0: Next Generation Evaluated Nuclear Data Library for Nuclear Science and Technology. // Nuclear Data Sheets. – 2006. – Vol. 107. – No 12. – PP. 2931-3060. DOI: doi.org/10.1016/j.nds.2006.11.001.
  10. Забродская С.В., Корчагина Ж.А., Кощеев В.Н., Николаев М.Н., Цибуля А.М. Библиотека сечений нейтронных реакций в системе константного обеспечения БНАБ-93. // ВАНТ. Серия: Ядерные константы. – 1999. –Вып. 2. – С. 93-101. vant.ippe.ru/year1999/2/nuclear-reactor-data/636-11.html/.
  11. Кощеев В.Н., Мантуров Г.Н., Николаев М.Н., Цибуля А.М. Библиотека групповых констант для расчетов реакторов и защиты. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2014. – № 3. – С. 93-101. nuclear-power-engineering.ru/article/2014/03/10/.
  12. 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. 1-2. – С. 3-31. vant.ippe.ru/year2007/neutron-constants/543-1/.
  13. Волощенко А.М., Гуков С.В., Швецов А.В. ARVES-2.5 – комплекс программ, обслуживающих файл макроконстант в формате FMACM, для решения многогруппового уравнения переноса. Инструкция для пользователя. / Отчет по НИР. Инв. № 7_24_004. – М.: ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, 2004.
  14. GROUPS. Электронный ресурс: yadi.sk/d/u-c1sE8lHILCCg (дата обращения 16.04.2019).
  15. IRDFF library. Электронный ресурс: www-nds.iaea.org/IRDFF/ (дата обращения 16.04.2019).
  16. Волощенко А.М., Швецов А.В. КАСКАД-1.5 – программа для решения уравнения переноса нейтронов, фотонов и заряженного излучения в двумерных геометриях. / Тезисы докладов VII Российской научной конференции «Защита от ионизирующих излучений ядерно-технических установок» 22 – 25 сентября 1998. – Обнинск: ФЭИ, 1998. – С. 49-51.
  17. Волощенко А.М. KP1-схема ускорения внутренних итераций для уравнения переноса в двумерной геометрии, согласованная со взвешенной алмазной схемой. // Ж. Вычисл. Матем. и Матем. Физ. – 2001. – Т. 41. – № 5. – С. 1379-1398. mi.mathnet.ru/zvmmf1290.
  18. Николаева О.В., Басс Л.П., Гайфулин С.А. Параллельные алгоритмы решения уравнения переноса нейтронов в защитах ядерных реакторов на неструктурированных тетраэдрических сетках в программе РадугаТ. / Труды Международной научной конференции «Параллельные вычислительные технологии (ПаВТ′2018)». – Ростов-на-Дону, 2–6 апреля 2018. – С. 319-331. elibrary.ru/item.asp?id=34919261.
  19. Николаева О.В. Нодальная сеточная схема для уравнения переноса излучения на неструктурированной тетраэдральной сетке. // Математические модели и компьютерное моделирование. – 2015. – Т. 7. – № 5. – С. 581-592. DOI: doi.org/10.1134/S2070048215060071.
  20. Параллельные информационные технологии. Интернет-ресурс: https://parallel.ru/ (дата обращения 16.04.2019).

эксперимент Iron 88 скорости реакций моделирование эксперимента тетраэдрические сетки параллельные вычисления многогрупповые константы