Программа восстановления относительного поля энерговыделения в топливной сборке реактора ИВГ.1М. Верификация и применение

30.06.2025 2025 - №02 Моделирование процессов в объектах ядерной энергетики

Р.Р. Сабитова Ю.А. Попов Р.А. Иркимбеков С.В. Беденко И.В. Прозорова С.Н. Светачев Б.С. Медетбеков

https://doi.org/10.26583/npe.2025.2.14

В рамках работ по переходу исследовательского реактора ИВГ.1М на низкообогащенное урановое (НОУ) топливо на этапе физического пуска проведены исследования, направленные на изучение неравномерности радиального распределения энерговыделения в топливной сборке (ТВС). Методика исследований включала в себя реакторное облучение физических макетов ТВС с НОУ-топливом и последующие гамма-спектрометрические измерения облученных твэлов. При многократных измерениях активности каждого твэла объем исследований возрастает до тысяч измерений, что увеличивает продолжительность исследований и создает дополнительную дозовую нагрузку на персонал. Для сокращения количества измерений предлагается использовать разработанную программу ENREDI (ENergyREleaseDIstribution), основанную на полиномиальной аппроксимации-интерполяции. ENREDI позволяет восстанавливать радиальное поле энерговыделения и коэффициент неравномерности в ТВС из 468-ми твэлов на основе экспериментальной постобработки 10% твэлов от их общего количества. Представлены описание и верификация программы ENREDI с использованием нейтронно-физического моделирования, приведены результаты физических исследований. Результаты верификации показали, что вычислительный алгоритм программы ENREDI обеспечивает достоверное восстановление поля энерговыделения по сечению ТВС с максимальной погрешностью, не превышающей 5%.

Ссылки

1. Sabitova R.R., Popov Y.A., Irkimbekov R.A., Bedenko S.V., Prozorova I.V., Svetachev S.N., Medetbekov B.S. Experimental studies of power distribution in LEU-fuel of the IVG.1M reactor. Applied Radiation and Isotopes. 2023;200:110942. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2023.110942
2. Сабитова Р.Р., Попов Ю.А., Иркимбеков Р.А., Прозорова И.В., Беденко С.В. Расчетные и экспериментальные данные о профиле энерговыделения в твс реактора ИВГ.1М после снижения обогащения топлива. Вестник НЯЦ РК. 2023;1:83–87. DOI: https://doi.org/10.52676/1729-7885-2023-1-83-87
3. Svetachev S.N., Popov Yu.A., Sabitova R.R., Bedenko S.V., Prozorova I.V., Medetbekov B.S. Experimental studies of fission product release from model fuel elements at the physical start-up of the IVG.1M research reactor. Applied Radiation and Isotopes. 2023;201:111023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2023.111023
4. Sabitova R., Popov Y, Irkimbekov R., Prozorova I., Derbyshev I., Nurzhanov E., Surayev A., Gnyrya V., Azimkhanov A. Results of Experiments under the Physical Start-Up Program of the IVG.1M Reactor. Energies. 2023;16(17):6263. DOI: https://doi.org/10.3390/en16176263
5. Лобко В.Н. Математические методы в химии и химической технологии. Численные методы решения алгебраических задач и обработки функций: учебное пособие. Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых. Владимир, Изд-во ВлГУ, 2019, 144 с.
6. Александров С.И. Разработка и оптимизация методик, констант и программных средств контроля распределения энерговыделения в реакторе РБМК-1000. Дисс. (канд. техн. наук), 05.14.03. М.: АО «НИКИЭТ», 2022, 144 с.
7. Артемов В.Г. и др. Сопряженные нейтронно-физический и теплогидравлический расчеты при анализе температурного состояния твэлов. Технологии обеспечения жизненного цикла ядерных энергетических установок. 2016;3:37–47. URL: https://elibrary.ru/download/elibrary_27687246_58464486.pdf (дата обращения 18.10.2024).
8. Sabitova R.R., Prozorova I.V., Irkimbekov R.A., Popov Yu.A., Bedenko S.V., Prozorov A.A., Mukhamediyev A.K. Methods to study power density distribution in the IVG.1M research reactor after conversion. Applied Radiation and Isotopes. 2022;185:110259. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2022.110259
9. Grachev E.V., Shevelev Y.V. Processing the readings of in-pile heat release detectors (№ IAE-4449/4). Gosudarstvennyj Komitet po Ispol’zovaniyu Atomnoj Energii SSSR, 1987.
10. Иркимбеков Р.А. и др. Нейтронно-физическая модель реактора ИВГ.1М: разработка и верификация по критическому состоянию. Атомная энергия. 2019;127(2):63–69. URL: https://j-atomicenergy.ru/index.php/ae/article/view/2591 (дата обращения 08.10.2024).
11. Irkimbekov R.А., Vurim A.D., Bedenko S.V., Vlaskin G.N., Surayev A.S., Vityuk G.А., Vega-Carrillo H.R. Estimating the neutron component of radiation properties of the IVG.1M research reactor irradiated low-enriched fuel. Applied Radiation and Isotopes. 2022;181:110094. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2021.110094
12. Brown F.B., Barrett R.F., Booth T.E., Bull J.S., Cox L.J., Forster R.A., Goorley T.J., Mosteller R.D., Post S.E., Prael R.E., Selcow E.C., Sood A., Sweezy J. MCNP version 5. Trans. Am. Nucl. Soc. 2002;87(273). URL: https://mcnp.lanl.gov/pdf_files/TechReport_2002_LANL_LA-UR-02-3199_BoothBrownEtAl.pdf (дата обращения 10.10.2024).

НОУ-топливо энерговыделение интерполяция восстановление поля энерговыделения реактор ИВГ.1М

Ссылка для цитирования статьи: Сабитова Р.Р., Попов Ю.А., Иркимбеков Р.А., Беденко С.В., Прозорова И.В., Светачев С.Н., Медетбеков Б.С. Программа восстановления относительного поля энерговыделения в топливной сборке реактора ИВГ.1М. Верификация и применение. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2025. – № 2. – С. 167-179. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2025.2.14 .