Влияние радиальной неравномерности энерговыделения в реакторе-преобразователе на характеристики электрогенерирующего канала

10.12.2025 2025 - №04 Методы прямого преобразования ядерной энергии

Г.Э. Лазаренко С.С. Щербачев

https://doi.org/10.26583/npe.2025.4.10

Исследовано влияние градиента плотности потока нейтронов в активной зоне термоэмиссионного реактора-преобразователя на выходные характеристики электрогенерирующего канала (ЭГК). Расчетное исследование выполнено при помощи одномерной программы TFEDM22 по специально разработанной методике, включающей в себя разбиение электрогенерирующих элементов на продольные изолированные друг от друга сегменты и суммирование генерируемых в них токов при условии одинаковых потенциалов на торцах электрогенерирующих элементов (ЭГЭ) всех сегментов ЭГК. Расчетные точки вольт-амперной характеристики ЭГК строились методом итераций – подбором разности потенциалов на ЭГЭ по заданному суммарному току через ЭГК. Затем производилось сравнение расчетных результатов, полученных по одномерной программе и разработанной методике. Цель работы – оценка погрешности расчета выходных характеристик ЭГК при использовании одномерных программ. Методика состояла в разбиении ЭГК на продольные сегменты и расчете их характеристик в предположении адиабатических граничных условий. Показан существенный рост расчетной погрешности при увеличении размеров твэла (в частности, при расчете ЭГК сложной геометрии – с внешним расположением топлива и комбинированного ЭГК). Показана необходимость использования двух- и трехмерных программ для указанных типов ЭГК.

Ссылки

1. Грязнов Г.М., Пупко В.Я. «Топаз-1». Советская космическая ядерно-энергетическая установка. Природа. 1991;10:29–36. URL: https://elib.biblioatom.ru/text/gryaznov_topaz_1991/p29/ (дата обращения 20.10.2025).
2. Никитин В.П. и др. Космическая ядерная энергетическая установка «Енисей». Атомная энергия. 2000;88(2):95–108. URL: https://www.j-atomicenergy.ru/index.php/ae/article/view/2972 (дата обращения 20.10.2025).
3. Кухаркин Н.Е. Космическая ядерная энергетика (ядерные реакторы с термоэлектрическим и термоэмиссионным преобразованием «Ромашка» и «Енисей»). ИздАТ, 2008, 146 с.
4. Полоус М.А., Алексеев П.А., Ехлаков И.А. Современные расчетные технологии обоснования характеристик ядерных электродвигательных установок в проектных работах создания термоэмиссионных космических ядерных энергетических установок нового поколения. Труды МАИ. 2013;68:15.
5. Овчаренко М.К. и др. Концепция космической ЯЭУ на основе ЭГК с внешним расположением топлива. Сборник докладов Международной конференции «Ядерная энергетика в космосе – 2005», Москва – Подольск, 2005, т. 2, с. 240 – 246.
6. Ярыгин В.И., Ружников В.А., Синявский В.В. Космические и наземные ядерные энергетические установки прямого преобразования энергии. М: НИЯУ МИФИ, 2016, 364 с. ISBN 978-5-7262-2101-4
7. Ружников В.А. Методы расчета тепловых и электрических характеристик систем прямого преобразования энергии. Ч. 1. Термоэмиссионный электрогенерирующий канал ЭГК. Обнинск: ФЭИ, 2001, 25 c.
8. Ружников В.А. Методы расчета тепловых и электрических характеристик систем прямого преобразования энергии. Ч. 1. Термоэмиссионный электрогенерирующий канал ЭГК. Обнинск: ФЭИ, 2001, 25 c.
9. Берков Н.А., Беркова Н.Н. Алгоритмический язык Фортран 90: учебное пособие. М.: МГИУ, 1998, 94 с.
10. Эйгенсон С.Н., Корихин Н.В., Шевелев Л.П. Краткий курс сопротивления материалов. Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, 2004, 112 с.
11. Александров А.В., Потапов В.Д., Державин Б. П. Сопротивление материалов. М.: Юрайт, 2016, 293 с. ISBN 978-5-9916-7765-3.

термоэмиссионный преобразователь электрогенерирующий канал электрогенерирующий канал сложной геометрии неравномерность энерговыделения TFEDM22

Ссылка для цитирования статьи: Лазаренко Г.Э., Щербачев С.С. Влияние радиальной неравномерности энерговыделения в реакторе-преобразователе на характеристики электрогенерирующего канала. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2025. – № 4. – С. 138-147. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2025.4.10 .