Кросс-верификация нейтронно-физических кодов CORNER и MCU-FR на моделях перспективных реакторов на быстрых нейтронах

28.03.2023 2023 - №01 Моделирование процессов в объектах ядерной энергетики

В.П. Березнев Д.А. Колташев Р.Е. Шурыгин

https://doi.org/10.26583/npe.2023.1.11

Представлены результаты кросс-верификации детерминистического кода CORNER на базе метода дискретных ординат и прецизионного кода MCU-FR на базе методов Монте-Карло на моделях быстрых реакторов со свинцовым и натриевым теплоносителями. Актуальность работы заключается в том, что при подготовке обосновывающих материалов для проектируемых реакторов необходимо проводить кроссверификацию с аттестованным расчетным кодом. Для этого подготовлены тестовые модели активных зон (а.з.) быстрого реактора со свинцовым теплоносителем и быстрого реактора с натриевым теплоносителем. Проведены расчёты интегральных характеристик: эффективности различных групп стержней системы управления и защиты (СУЗ), пустотного и Доплера эффектов реактивности, максимального запаса реактивности и эффективной доли запаздывающих нейтронов. Проведено сравнение распределения энерговыделения, полученного по двум программам. По результатам расчётов максимальное отклонение эффективности стержней СУЗ не превышает 8% для натриевого реактора и 4% для свинцового реактора. Отклонение постоянной Доплера для свинцового реактора не превышает 3,6%, а для натриевого реактора – 6,8%. Максимальное отклонение по энерговыделению составляет 3,1% для свинцового реактора и 5,9% для натриевого реактора. При расчёте максимального запаса реактивности отклонение не превышает 1,9% для системы со свинцовым теплоносителем и 2,7% для системы с натриевым теплоносителем. Максимальное отклонение по эффективной доле запаздывающих нейтронов составляет 1,3% для системы со свинцовым теплоносителем и 0,54% для системы с натриевым теплоносителем. Подготовлены обосновывающие материалы по коду CORNER для подачи кода на аттестацию.

Ссылки

1. Березнев В.П., Селезнев Е.Ф., Асатрян Д.С. Нейтронно-физический расчётный код CORNER // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2015. – № 1. – С.136-143. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2015.1.15 .
2. Березнев В.П. Разработка нейтронно-физического кода CORNER для анализа стационарных и нестационарных процессов в реакторах на быстрых нейтронах. – Дис. канд. техн. наук. – М.: ИБРАЭ РАН, 2017. – 96 с.
3. Шурыгин Р.Е., Березнев В.П., Колташев Д.А. Результаты кросс-верификации нейтронно-физических кодов CORNER и MCU-FR на базе модели активной зоны быстрого реактора со свинцовым теплоносителем. // Сб. трудов XXI научной школы молодых ученых ИБРАЭ РАН. – М.: ИБРАЭ РАН, 2022. – С. 119-122.
4. Аттестационный паспорт программы для ЭВМ «CORNER». Рег. № 499 от 14 декабря 2020 г. – М.: НТЯ ЯРБ, 2020. Электронный ресурс: https://docs.secnrs.ru/catalog/databases/Baza_attestatsionnykh_pasportov_programm_dlya_EVM/ (дата доступа 20.10.2022).
5. Алексеев Н.И., Калугин М.А., Кулаков А.С., Олейник Д.С., Шкаровский Д.А. Тестирование программы MCU-FR применительно к расчётам критичности быстрых реакторов. // ВАНТ. Серия: Физика ядерных реакторов. – 2016. – Вып. 5. – С. 22-26.
6. Аттестационный паспорт программы для ЭВМ «Программа, предназначенная для моделирования процессов переноса нейтронов, фотонов и электронов аналоговыми и весовыми методами Монте-Карло на основе оцененных ядерных данных в системах с трехмерной геометрией. Версия 1.0» (MCU-FR с банком данных MDBFR60). Рег. № 501 от 14 декабря 2020 г. – М.: НТЦ ЯРБ, 2020. Электронный ресурс: https://docs.secnrs.ru/catalog/databases/Baza_attestatsionnykh_pasportov_programm_dlya_EVM/ (дата доступа 10.09.2022).
7. Большов Л.А., Мосунова Н.А., Стрижов В.Ф., Шмидт О.В. Расчетные коды нового поколения для новой технологической платформы ядерной энергетики. // Атомная энергия. – 2016. – Вып. 120. – С. 303-312.
8. Адамов Е.О., Алексахин Р.М, Большов Л.А. и др. Проект «Прорыв» – технологический фундамент для крупномасштабной ядерной энергетики. // Известия РАН. Энергетика. – 2015. – № 1. – С. 5-13.
9. Березнев В.П., Чернова И.С. Нестационарная версия нейтронно-физического кода CORNER. // ВАНТ. Серия: Физика ядерных реакторов. – 2018. – Вып. 3. – С. 40-45.
10. 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. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2014.3.10 .
11. Кощеев В.Н., Ломаков Г.Б., Мантуров Г.Н, Николаев М.Н., Семенов М.Ю., Цибуля А.М. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2016612865 Российская Федерация. CONSYST-RF: № 2016610022: заявл. 11.01.2016: опубл. 11.03.2016; заявитель АО «ГНЦ РФ – ФЭИ им. А.И. Лейпунского». – EDN GSYMUB.
12. Забродская С.В., Игнатюк А.В., Кощеев В.Н., Манохин В.Н., Николаев М.Н., Проняев В.Г. РОСФОНД – российская национальная библиотека нейтронных данных. // ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы. – 2007. – Вып. 1-2. – С. 3-21.

CORNER MCU-FR кросс-верификация быстрый реактор с натриевым теплоносителем быстрый реактор со свинцовым теплоносителем нейтронно-физические характеристики

Ссылка для цитирования статьи: Березнев В.П., Колташев Д.А., Шурыгин Р.Е. Кросс-верификация нейтронно-физических кодов CORNER и MCU-FR на моделях перспективных реакторов на быстрых нейтронах. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2023. – № 1. – С. 132-143. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2023.1.11 .