Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

Некоторые вопросы преподавания динамики ядерных реакторов

18.03.2021 2021 - №01 Подготовка кадров

А.Г. Юферов

DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2021.1.14

УДК: 621.039.514.4:621.039.515:621.039.516.2:378

Рассмотрен ряд методических вопросов преподавания динамики ядерных реакторов с целью оптимизации учебных планов для достижения более тесной взаимосвязи курсов теоретической, экспериментальной и вычислительной физики ядерных реакторов посредством уточнения ряда формулировок, упрощения математических построений и рационализации понятийного аппарата. Описано введение основных понятий динамики ядерного реактора – реактивности, времён генерации и жизни нейтронов – на основе простейшего баланса скоростей генерации и потери нейтронов деления. Показана предпочтительность применения реактивности в Λ-шкале – r = ρ/Λ. Предлагается описывать динамику реактора на основании модифицированной формы интегрального уравнения динамики. В этой форме уравнение специфицируется только временной зависимостью реактивности и ядром интеграла – функцией репродукции предшественников запаздывающих нейтронов (ПЗН). Это унифицирует рассмотрение прямой и обратной задач динамики, сводя их к вычислению интеграла репродукции ПЗН. При наличии нескольких делящихся нуклидов ядро интегрального уравнения есть сумма соответствующих функций репродукции, причём последние не требуют в общем случае представления суммой экспонент. Это позволяет не конкретизировать число групп эмиттеров запаздывающих нейтронов и не вводить упрощающих допущений в ситуациях, которые традиционно рассматривались в предположении одной группы запаздывающих нейтронов и одного делящегося нуклида. Предлагаемые изменения сокращают физический объём учебных материалов, но сохраняют их смысловое содержание и позволяют предусмотреть в учебных планах больше часов на углубленное изучение вопросов, связанных с современными задачами управления и идентификации мультиплицирующих систем различного типа.

Ссылки

  1. Казанский Ю.А., Слекеничс Я.В. Кинетика ядерных реакторов. Коэффициенты реактивности. Введение в динамику. – М.: НИЯУ МИФИ, 2012. – 300 с.
  2. Селезнев Е.Ф. Кинетика реакторов на быстрых нейтронах. – М.: Наука, 2013. – 239 с.
  3. Bahman Z. Neutronic Analysis for Nuclear Reactor Systems. – Springer Publ., 2019. – 672 p.
  4. Marguet S. The Physics of Nuclear Reactors. – Springer Publ., 2017. - 1462 p.
  5. Oka Y.; Suzuki K. Nuclear Reactor Kinetics and Plant Control. – Springer Publ., 2013. – 305 с.
  6. Карначук В.И. Системы автоматического выравнивания нейтронного потока в ядерных реакторах. – Томск: Томский политехнический университет, 2009. – 221 с.
  7. Халимончук В.А. Динамика реактора с распределенными параметрами в исследованиях переходных режимов эксплуатации ВВЭР и РБМК. – К.: Основа, 2008. – 228 с.
  8. Семенов В.К. Кинетика и регулирование ядерных реакторов. – Иваново: Ивановский государственный энергетический институт, 2009. – 144 с.
  9. Румянцев Г.Я., Тошинский Г.И. Физика и динамика ядерных реакторов. – Обнинск: ИАТЭ, 2006. – 202 c.
  10. Ионов В.С. Распределенная нейтронная динамика активных зон ВВЭР. – М.: ИздАТ, 2005. – 311 c.
  11. Ахиезер А.И., Померанчук И.Я. Введение в теорию нейтронных мультиплицирующих систем (реакторов). – М.: ИздАТ, 2002. – 368 c.
  12. Юркевич Г.П. Системы управления энергетическими реакторами. – М.: ЭЛЕКС-КМ,
  13. – 344 с.
  14. Ильченко А.Г. Переходные и нестационарные процессы в ядерных реакторах. – Иваново: Ивановский государственный энергетический институт, 2000. – 116 с.
  15. Колесов В.Ф. Апериодические импульсные реакторы. – М.: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 1999. – 1032 с.
  16. Колесов В.Ф., Леппик П.А., Павлов С.П., Плютинский В.И., Сабаев Е.Ф., Торлин Б.З., Шевелёв Я.В. Динамика ядерных реакторов. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 518 с.
  17. Саркисов А.А., Пучков В.Н. Физика переходных процессов в ядерных реакторах. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 264 с.
  18. Бартоломей Г.Г., Бать Г.А., Байбаков В.Д., Алхутов М.С. Основы теории и методы расчета ядерных энергетических реакторов. – М.: Энергоиздат. 1982. – 512 с.
  19. Емельянов И.Я., Ефанов А.И., Константинов Л.В. Научно-технические основы управления ядерными реакторами. – М.: Энергоиздат, 1981. – 360 с.
  20. Lewins J. Nuclear Reactor Kinetics and Control. – Pergamon Press, 1978. – 275 p.
  21. Горяченко В.Д. Методы исследования устойчивости ядерных реакторов. – М.: Атомиздат, 1977. – 296 с.
  22. Hetrick D.L. Dynamics of Nuclear Reactors. – University of Chicago Press, 1971. – 542 p.
  23. Akcasu Z., Lellouche G.S., Shotkin L.M. Mathematical Methods in Nuclear Reactor Dynamics. – Academic Press, 1971. – 465 p.
  24. Keepin R.G. Physics of Nuclear Kinetics. – Addison-Wesley Publ. Co, 1965. – 435 р.
  25. Ash M. Nuclear Reactor Kinetics. – McGraw Hill, 1965. – 415 p.
  26. Судэк Г., Кэмпбелл Э. Элементарная теория котла. // Успехи физических наук. – 1950. – Т. 42. – С. 93-156. DOI: https://doi.org/10.3367/UFNr.0042.195009g.0093.
  27. Эйринг Г., Лин С.Г., Лин С.М. Основы химической кинетики. – М.: Мир, 1983. – 528 с.
  28. Митенков Ф.М., Багдасаров Ю.Е., Букша Ю.К., Востоков В.С., Горбунов В.С., Заец Н.П., Самойлов О.Б., Кузнецов И.А., Козырев В.Д., Ашурко Ю.М., Шейнкман А.Г. Инженерные методы анализа режимов с естественной циркуляцией в установках типа БН. // Атомная энергия. – 1987. – Т. 62. – Вып. 3. – С. 147-154.
  29. Юферов А.Г. Реактиметры и измерение реактивности. Свидетельство о государственной регистрации библиографической базы данных № 2016620830, 21 июня 2016 г.
  30. Колесов В.Ф. Истоки неточностей в реактивности, определяемой с помощью обращенного решения уравнений кинетики. // Труды РФЯЦ-ВНИИЭФ. – 2016. – № 21. – Часть 1. – С. 130-153.
  31. Фокин А.Б., Потапенко П.Т. Методы расчета пространственной кинетики реакторов. // Атомная техника за рубежом. – 1974. – № 12. – С. 3-9.
  32. Юферов А.Г., Ибрагимов Р.Л. Реактиметр как адаптивный цифровой фильтр. // Атомная энергия. – 2005. – Т. 98. – Вып. 4. – С. 253-260.
  33. Юферов А.Г. Обобщенная линейная модель для идентификации параметров кинетики ядерного реактора. // Атомная энергия. – 2010. – Т. 108. – Вып. 1. – С. 8-12.
  34. Юферов А.Г. Квадратурные формулы для интегральных уравнений кинетики и цифровых реактиметров // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2017. – № 2. – C. 93-105.

динамика ядерного реактора, методика преподавания