Расчетные инструменты, применяемые в сопровождении действующих быстрых реакторов

22.06.2023 2023 - №02 Моделирование процессов в объектах ядерной энергетики

Э.М.Зарапина В.Ю. Стогов В.А. Мишин Е. С. Хныкина

https://doi.org/10.26583/npe.2023.2.10

Актуальность представляемой работы обусловлена следующими двумя проблемами глобального характера, присущими существующей ядерной энергетике: обращение с отработавшим ядерным топливом (ОЯТ) и радиоактивными отходами (РАО); эффективность использования энергетического потенциала ресурсов природного урана.

Переход к «двухкомпонентной» ядерной энергетической системе (ЯЭС), объединяющей реакторы с тепловым и быстрым спектрами нейтронов, работающие в едином замкнутом ядерном топливном цикле, позволяет решить указанные проблемы наиболее безопасно и экономично, а также открывает широкие перспективы неэлектрического применения энергии ядра в области наработки «полезных» изотопов для медицинского и промышленного применений.

Решение о начале такого перехода было принято руководством Госкорпорации «Росатом» с учетом опыта успешной эксплуатации в течение более 40 лет энергоблока № 3 (с реакторной установкой БН-600) и шести лет энергоблока № 4 (с реактором БН-800) Белоярской АЭС.

На протяжении всего периода эксплуатации реактора БН-600 проводились работы по расчетному сопровождению. Нейтронно-физические расчеты проводятся в трех организациях – эксплуатирующей (Белоярская АЭС), научном руководителе (АО «ГНЦ РФ – ФЭИ») и главном конструкторе (АО «ОКБМ Африкантов») перед каждой микрокампанией. Проведение связанных нейтронно-физических расчетов позволяет обеспечивать безопасность и надежность работы реактора в каждой конкретной загрузке активной зоны.

С введением в эксплуатацию реактора БН-800 и открытием возможности замыкания топливного цикла задача расчетного сопровождения расширила границы своего применения. В работе описаны методы ведения расчетного сопровождения в организации – научном руководителе АО «ГНЦ РФ – ФЭИ», а также перспективы развития задачи сопровождения.

Ссылки

1. Алексеев П.Н., Алексеев С.В., Андрианова Е.А. и др. Двухкомпонентная ядерно-энергетическая система с тепловыми и быстрыми реакторами в замкнутом ядерном топливном цикле. Под ред. ак. РАН Н.Н. Пономарева-Степного. – М.: ТЕХНОСФЕРА,
2. – 169 с. ISBN 978-5-94836-434-6. Электронный ресурс: http://elib.biblioatom.ru/text/dvuhkomponentnaya-yadernaya-systema_2016/go,0/ (дата доступа 05.12.2022).
3. Моисеев А.В. Система моделирования и расчетного анализа нейтронно-физических экспериментов на энергетических быстрых реакторах. / Материалы Международного молодежного ядерного конгресса IYNC-2008. Интерлакен, Швейцария, 21-26 сентября 2008.
4. Cвидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ TRIGEX – Рег. №2013660588 от 11.11.2013.
5. Мантуров Г.Н., Николаев М.Н., Цибуля А.М. Система групповых констант БНАБ-93. Часть 1: Ядерные константы для расчета нейтронных и фотонных полей излучений. // ВАНТ. Серия: Ядерные константы. – 1996. – Вып. 1. – С. 59.
6. Мантуров Г.Н., Николаев М.Н., Цибуля А.М. Программа подготовки констант CONSYST. Описание применения. Препринт-2828 ГНЦ РФ – ФЭИ. – Обнинск: ГНЦ РФ – ФЭИ, 2000. – 72 с.
7. Гурская О.С., Коробейникова Л.В., Мишин В.А., Дзугкоева Э.М., Стогов В.Ю. Влияние замены конструкционной стали ТВС на запас реактивности в реакторе БН-600. // ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы. – 2020. – Вып. 4. – C. 78-85. Электронный ресурс: https://vant.ippe.ru/year2020/4/1936-9.html (дата доступа 05.12.2022).
8. Дмитриев Д.В., Дзугкоева Э.М. Расчетное исследование накопления и выхода газообразных продуктов деления из нитридного топлива в экспериментальных тепловыделяющих сборках. / XXI Международная конференция молодых специалистов по ядерным энергетическим установкам (Подольск, 13-14 апреля 2022г.) – Подольск: АО ОКБ «ГИДРОПРЕСС»,2022. – С. 311-316.
9. Программно-технический комплекс сопровождения эксплуатации РУ БН-600 «ГЕФЕСТ с системой подготовки констант CONSYST и библиотекой БНАБ-93». Аттестационный паспорт программного средства от 16.12.2015 № 378.
10. Перегудов А.А., Крячко М.В., Семенов М.Ю. и др. BNcode – усовершенствованный код для научного сопровождения действующих реакторов БН. // ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы. – 2019. – Вып. 2, 2:8. – C. 77-86. Электронный ресурс: https://vant.ippe.ru/year2019/2/1706-8.html (дата доступа 05.12.2022).
11. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ MMKENO – Рег.№ 2014610575 от 15.01.2014.
12. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ MMKC – Рег. №2014612579 от 28.02.2014.
13. Кощеев В.Н., Тормышев И.В., Мишин В.А. и др. CROSSER – программный модуль подготовки групповых констант для инженерных расчетов быстрых реакторов. // ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы. – 2020. – Вып. 4. – C. 16-25. Электронный ресурс: https://vant.ippe.ru/year2020/4/1929-2.html (дата доступа 05.12.2022).
14. 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. Электронный ресурс: https://vant.ippe.ru/year2007/neutron-constants/543-1.html (дата доступа 05.12.2022).
15. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ MIF. – Рег.№ 2019613198 от 12.03.2019.
16. Семенов М.Ю., Михайлов Г.М., Перегудов А.А. и др. Сравнительный анализ расчетно-экспериментальных расхождений нейтронно-физических характеристик реактора БН-800. // ВАНТ. Cерия: Ядерно-реакторные константы. – 2022. – Вып. 1. – C. 30-39. Электронный ресурс: https://vant.ippe.ru/year2022/1/2113-3.html (дата доступа 05.12.2022).

реактор на быстрых нейтронах двухкомпонентная ядерная энергетическая система сопровождение эксплуатации расчетное сопровождение нейтронно-физический код база данных диффузионное приближение метод Монте-Карло

Ссылка для цитирования статьи: Зарапина Э.М., Стогов В.Ю., Мишин В.А., Хныкина Е.С. Расчетные инструменты, применяемые в сопровождении действующих быстрых реакторов. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2023. – № 2. – С. 121-133. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2023.2.10 .