Учет гетерогенных эффектов при подготовке многогрупповых нейтронных констант в системе CONSYST/БНАБ-РФ

05.12.2019 2019 - №04 Физика и техника ядерных реакторов

О.Н. Андрианова Г.М. Жердев Г.Б. Ломаков Г.Н. Мантуров Е.С. Теплухина

https://doi.org/10.26583/npe.2019.4.05

Необходимость в создании взаимосогласованных расчетных моделей для прецизионных и инженерных нейтронно-физических кодов обусловлена требованиями к аттестации и верификации программного и константного обеспечения в соответствии с Положением о проведении верификации и экспертизы программных средств по направлению «Нейтронно-физические расчеты» (РБ-061-11). Ключевым требованием РБ-061-11 является реализация методически прозрачной и воспроизводимой процедуры оценки методического и константного компонентов погрешности расчета, которая может быть выполнена только при наличии взаимосогласованных расчетных моделей. В работе на примере серии измерений, выполненных на трех критических конфигурациях БФС-61, обсуждаются факторы, которые необходимо учитывать при создании такого рода моделей, и особенности их применения для расчетов нейтронно-физических характеристик критических сборок БФС. Продемонстрированы улучшенные функциональные возможности актуализированного программного и константного обеспечения для расчетно-экспериментального анализа интегральных экспериментов на БФС (РОСФОНД/БНАБ-РФ, CONSYST и MMK-РФ), позволяющие существенно сократить время и минимизировать вероятность возникновения ошибок при составлении взаимосогласованных расчетных моделей для различных кодов и корректно оценивать методический и константный компоненты погрешности расчетов в соответствии с РБ-061-11. Приведены результаты оценки константной погрешности, обусловленной групповым приближением. На основании анализа полученных результатов показано, что при переходе от библиотеки оцененных нейтронных данных РОСФОНД к ее групповой версии БНАБ-РФ расхождение в расчетах критических конфигураций сборки БФС-61 не превышает 0,3% в критичности (гетерогенная поправка 0,2 – 0,8%). Смещения результатов расчета спектральных индексов находятся в пределах статистической погрешности метода Монте-Карло. По результатам расчетно-экспериментального анализа всей совокупности измерений, выполненных на серии сборок БФС-61, оптимальной системой констант является библиотека РОСФОНД.

Ссылки

1. РБ-061-11 «Положение о проведении верификации и экспертизы программных средств по направлению «Нейтронно-физические расчеты» – М.: Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору, 2011. – 24 с. Электронный ресурс: https://files.stroyinf.ru/Index2/1/4293796/4293796222.htm (дата обращения 28.04.2019).
2. 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.
3. Gomin E.A, Gurevich M.I., Maiorov L.V. Status of MCU. Programme and Book of Abstracts. Advanced Monte Carlo on Radiation Physics, Particle Transport Simulation and Applications, Monte Carlo 2000, October 23 – 26, 2000. – Lisbon, Portugal, 2000. – PP. 2003-2004.
4. Блыскавка А.А., Мантуров Г.Н., Николаев М.Н., Цибуля А.М. Программный комплекс CONSYST/ММККENO для расчета ядерных реакторов методом Монте-Карло в многогрупповом приближении с индикатрисами рассеяния в Pn-приближении: Препринт ФЭИ-2887. – Обнинск: ГНЦ РФ-ФЭИ, 2001. – 28 с.
5. Жердев Г.М., Кислицина Т.С., Николаев М.Н. Система комбинированных констант РОКО-КО – Современное состояние, результаты тестирования с геометрическим модулем ММК. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2018. – № 2. – С. 47-57.
6. Жердев Г.М., Кислицина Т.С., Мантуров Г.Н., Николаев М.Н. Комплекс программ ММК-РФ для прецизионных расчетов нейтронных и гамма полей с константами БНАБ-РФ и РОС-ФОНД / Сб. тез. докл. V МНТК НИКИЭТ-2018 (2–5 октября 2018г., Москва.). – М.: Изд-во АО «НИКИЭТ», 2018. – С. 241-242.
7. Абагян Л.П., Базазянц Н.О., Бондаренко И.И., Николаев М.Н. Групповые константы для расчета ядерных реакторов. – М.: Атомиздат, 1964. – 139 с.
8. Николаев М.Н., Рязанов Б. Г., Савоськин М.М., Цибуля А.М. Многогрупповое приближение в теории переноса нейтронов. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 256 с.
9. Мантуров Г.Н., Николаев М.Н., Цибуля А.М. Программа подготовки констант CONSYST. Описание применения. Препринт ФЭИ-2828. – г. Обнинск: ГНЦ РФ-ФЭИ, 2000. – 48 с.
10. Rozhikhin Y., Semenov M. Tsiboulia A., Matveenko I., Bess J. BFS-61 Assemblies: Critical Experiments of Mixed Plutonium, Depleted Uranium, Graphite and Lead with Different Reflectors, ICSBEP, NEA/NSC/DOC/(95)03/VI, September 2008 Edition.
11. Rozhikhin Y., Semenov M. Tsiboulia A., Matveenko I., Bess J. BFS-61 Assemblies: Experimental Model of Lead-Cooled Fast Reactors with Core of Metal Plutonium-Depleated Uranium Fuel and Different Reflectors. BFS1-LMFR-EXP-002, IPRhEP, NEA/NSC/DOE(2006), 2006 Edition.
12. Андрианова О.Н., Мантуров Г.Н., Рожихин Е.Ю. Применение неаналоговых методов в коде MCNP для расчетного анализа измерений скоростей реакций на критических сборках БФС. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2016. – № 2. – С. 66-76.
13. Андрианова О.Н., Дулин В.А., Михайлова И.В. и др. Расчетно-экспериментальный анализ скорости реакций Pu, Np, Am, Cm на критических стендах БФС. // Атомная энергия. – 2017. – Т. 122. – № 5. – С. 243-248.
14. Андрианова О.Н. Методические аспекты оценки составляющей погрешности в расчетах реакторных характеристик, обусловленной резонансной структурой нейтронных сечений. // ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы. – 2017. – Вып. 1. – С. 74-86.
15. Кощеев В.Н., Ломаков Г.Б., Мантуров Г.Н., Николаев М.Н., Семёнов М.Ю., Цибуля А.М. Свидетельство 2016612865 Российской Федерации. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ. CONSYST-RF; заявитель и правообладатель АО «ГНЦ РФ-ФЭИ» (RU). – № 2016610022; заявл. 11.01.2016; опубл. 11.03.2016. Реестр программ для ЭВМ. – 1 с.
16. Мантуров Г.Н., Цибуля А.М., Николаев М.Н., Кощеев В.Н., Семёнов М.Ю. Свидетельство 2013612298 Российской Федерации. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ. CONSYST; заявитель и правообладатель АО «ГНЦ РФ-ФЭИ» (RU). – № 2012661768; заявл. 29.12.2012; опубл. 21.02.2013. Реестр программ для ЭВМ. – 1 с.
17. РОСФОНД – РОСсийская библиотека Файлов Оцененных Нейтронных Данных. Электронный ресурс: https://www.ippe.ru/reactors/reactor-constants-datacenter/rosfondneutron-database (дата обращения 28.04.2019).
18. Кощеев В.Н., Мантуров Г.Н., Николаев М.Н. и др. Библиотека групповых констант БНАБ-РФ для расчетов реакторов и защиты. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2014. – № 3. – С. 93-101.
19. Андрианова О.Н., Головко Ю.Е., Рожихин Е.В. и др. Верификация библиотеки констант БНАБ-РФ на модельных задачах и специально отобранных бенчмарк-экспериментах. // Ядерная физика и инжиниринг. – 2012. – Т. 3. – № 2. – С. 120.
20. 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». – М.: Атомиздат, 1972. – Вып. 10. – 88 c.

интегральные эксперименты БФС эффективный коэффициент размножения нейтронов константная погрешность метод Монте-Карло РОСФОНД БНАБ-РФ спектральные индексы

Ссылка для цитирования статьи: Андрианова О.Н., Жердев Г.М., Ломаков Г.Б., Мантуров Г.Н., Теплухина Е.С. Учет гетерогенных эффектов при подготовке многогрупповых нейтронных констант в системе CONSYST/БНАБ-РФ. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2019. – № 4. – С. 58-70. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2019.4.05 .