Расчетная модель и статические параметры реактора ИБР-2М

10.12.2025 2025 - №04 Физика в ядерной энергетике

Я.А. Вдовин А.Е. Верхоглядов

https://doi.org/10.26583/npe.2025.4.14

Статья посвящена разработке трехмерной модели импульсного быстрого реактора ИБР-2М, используемого в Объединенном институте ядерных исследований (Дубна) для физических экспериментов с нейтронными пучками. Основная цель исследования – создание детализированной модели для анализа изменения реактивности при деформациях элементов активной зоны и расчета мощностной обратной связи. Модель включает в себя ключевые компоненты реактора: активную зону с 69-ю тепловыделяющими сборками, модулятор реактивности ПО-3 с подвижными отражателями, стальной корпус, органы СУЗ и жидкометаллический натриевый теплоноситель. Для верификации модели проведены критические расчеты статических параметров методом Монте-Карло с использованием библиотек оцененных ядерных данных JEFF-3.2. Результаты, включая эффективный коэффициент размножения нейтронов (kэфф ≈ 1.002 – 1.003), время жизни поколения нейтронов (~ 60 – 65 нс) и эффективность модулятора (~ 2.6 – 2.9% kэфф), сопоставлены с экспериментальными данными. Выявлены незначительные расхождения, связанные с погрешностями геометрии и изотопного состава. Распределение энерговыделения и удельной реактивности по активной зоне аппроксимировано функциями, учитывающими радиальное и аксиальное положения элементов. Например, энерговыделение описывается уравнением вида cos, а распределение удельной реактивности в зоне можно описать функцией вида cos². Выводы подтверждают возможность применения модели в расчетах по изучению динамики импульсного реактора. Полученные данные будут использованы для анализа мощностной обратной связи и оптимизации параметров ИБР-2М. Точные функции распределения энерговыделения и реактивности в активной зоне позволят аналитически рассчитывать многие динамические процессы.

Ссылки

1. Шабалин Е.П. Импульсные реакторы на быстрых нейтронах. М.:Атомиздат, 1976, 248 с.
2. Шабалин Е.П. Три особенности динамики пульсирующего реактора. Атомная энергия. 2022;133(2):76–81. URL: https://j-atomicenergy.ru/index.php/ae/article/view/5220 (дата обращения 01.07.2025).
3. Верхоглядов А.Е., Верхоглядова В.Н., Вдовин Я.А., Кушнир И.В. Расчет реактивности пульсирующего реактора с учетом термоупругих деформаций топлива. Сообщение ОИЯИ Р3-2025-7, Дубна, 2025. URL: https://publications.jinr.ru/collection/JINRPr?ln=ru (дата обращения 01.07.2025).
4. В.Д. Ананьев, А.В. Виноградов, А.В. Долгих и др. Физический пуск модернизированного реактора ИБР-2 (ИБР-2М) Сообщение ОИЯИ Р13-2012-41. 504, Дубна, 2012. URL: https://publications.jinr.ru/collection/JINRPr?ln=ru (дата обращения 01.07.2025).
5. Пепелышев Ю.Н., Попов А.К. Оценка параметров мощностной обратной связи импульсного реактора ИБР-2М по переходным процессам. Сообщение ОИЯИ P13-2013-9, Дубна, 2013. URL: https://publications.jinr.ru/collection/JINRPr?ln=ru (дата обращения 01.07.2025).
6. Драгунов Ю.Г., Третьяков И.Т., Лопаткин А.В., Романова Н.В., Лукасевич И.Б., Ананьев В.Д., Виноградов А.В., Долгих А.В., Едунов Л.В., Пепелышев Ю.Н., Рогов А.Д., Шабалин Е.П., Заикин А.А., Головнин И.С. Модернизация импульсного исследовательского реактора ИБР-2М. Атомная энергия. 2012;113(1):29–34. URL: https://j-atomicenergy.ru/index.php/ae/article/view/1356/1337 (дата обращения 01.07.2025).
7. OECD/NEA Data Bank, JEFF-3.2 Evaluated Data Library – Neutron data (2014). URL: http://www.oecd-nea.org/dbforms/data/eva/evatapes/jeff_32/ (дата обращения 01.07.2025).
8. Ананьев В.Д., Виноградов А.В., Долгих А.В., Едунов Л.В., Пепелышев Ю.Н., Рогов А.Д., Заикин А.А. Энергетический пуск модернизированного реактора ИБР-2 (ИБР-2М). Сообщение ОИЯИ Р13-2012-42, Дубна, 2012. URL: https://publications.jinr.ru/collection/JINRPr?ln=ru (дата обращения 01.07.2025).
9. Ломидзе В.Л., Ноак К., Рогов А.Д., Шабалин Е.П. Экспериментальные и расчетные исследования перспективного модулятора реактивности ИБР-2. Атомная энергия. 1989; 67(5):314–320. URL: https://elib.biblioatom.ru/text/atomnaya-energiya_t67-5_1989/p314/ (дата обращения 01.07.2025).

импульсный быстрый реактор ИБР-2М 3D-модель реактора нейтронно-физические расчеты метод Монте-Карло эффективный коэффициент размножения нейтронов активная зона распределение энерговыделения удельная реактивность мощностная обратная связь динамика импульсного реактора

Ссылка для цитирования статьи: Вдовин Я.А., Верхоглядов А.Е. Расчетная модель и статические параметры реактора ИБР-2М. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2025. – № 4. – С. 199-199. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2025.4.14 .