Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

Влияние моделей теплового рассеяния нейтронов на расчет эффекта обезвоживания РБМК

27.03.2026 2026 - №01 Моделирование процессов в объектах ядерной энергетики

О.Н. Андрианова И.Е. Иванов В.А. Варфоломеева В.Е. Дружинин

DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2026.1.09

УДК: 621.039.5

Исследуются эффекты обезвоживания бесконечных решеток РБМК с уран-эрбиевым топливом с акцентом на чувствительность расчетов к области первых резонансов эрбия (0,1 – 1 эВ). Обсуждается влияние моделей теплового рассеяния нейтронов в воде и графите на формирование спектра нейтронов, а также обновление моделей термализации в международных библиотеках ядерных данных. Сопоставлены современные модели из библиотеки ENDF/B-VIII.1 с моделями программы MCU и оценено их влияние на расчет эффекта обезвоживания бесконечной топливной решетки РБМК. Расчеты проводились с помощью программы MCNP, а данные по тепловому рассеянию нейтронов были получены с использованием программы NJOY2016 и модуля LEAPR. Результаты тестовых расчетов показали, что учет химических связей и изменения кристаллической решетки графита при облучении приводит к увеличению реактивности до 1 – 2 βэфф для свежего топлива при температурах ниже 400 K. Для рабочих состояний с глубиной выгорания выше 16 МВт сут/кг различия в моделях термализации нивелируются и их влияние на эффект обезвоживания сокращается до 0,1 – 0,2 βэфф.

Ссылки

  1. Nobre G., Brown D., Arcilla R., Coles R., Shu B. Progress towards the ENDF/B-VIII.1 release, EPJ Web of Conferences 294, 04004. 2024, WONDER-2023. DOI: https://doi.org/10.1051/epj-conf/202429404004
  2. Koppel J.U., Houston S.H. Reference for ENDF Thermal Neuron Scattering Data. General Atomic report GA-8774, BNL, 1968. URL: https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc864861/m2/1/high_res_d/4075168.pdf (дата обращения 02.07.2025).
  3. MCNP – A General Monte Carlo N-Particle Transport Code. Version 5. April 24, 2003. URL: https://mcnp.lanl.gov/pdf_files/TechReport_2003_LANL_LA-UR-03-1987Revised212008_SweezyBoothEtAl.pdf (дата обращения 02.07.2025).
  4. Muir D.W., Boicourt R.M., Kahler A.C., Conlin J.L., Haeck W. The NJOY Nuclear Data Processing System. Version 2016. November 7, 2019. LA-UR-17-20093.
  5. ENDF-6 Formats Manual: Data Formats and Procedures for the Evaluated Nuclear Data Files ENDF/B-VI, ENDF/B-VII and ENDF/B-VIII. Ed. A. Trkov, M. Herman, D.A. Brown, CSEFG Document ENDF-102, Report BNL-203218-2018-INRE, SVN Commit: Revision 215, February 1, 2018.
  6. 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. Вопросы атомной науки и техники. Cер. Ядерные константы. 2007;1–2:3–21. URL: https://vant.ippe.ru/year2007/neutron-constants/543-1.html (дата обращения 02.07.2025).
  7. MCU-RBMK с библиотекой MDB650. Аттестационный паспорт программного средства рег. №430 от 27.02.18. О проекте MCU (Электронный ресурс). Официальный сайт проекта MCU. URL: https://mcuproject.ru/rabout.html (дата обращения 02.07.2025).
  8. Conlin J.L., Romano P. A Compact ENDF (ACE) Format Specification. LANL Report LA-UR-19-29016, 2019. URL: https://mcnp-green.lanl.gov/pdf_files/TechReport_2019_LANLLA-_UR-19-29016_ConlinRomano.pdf (дата обращения 02.07.2025).
  9. MacFarlane R.E. New Thermal Neutron Scattering Files for ENDF/B-VI, Release 2, LA-12639-MS, 1994. URL: https://inis.iaea.org/records/qjh18-7fh70 (дата обращения 02.07.2025).
  10. Mattes M. and Keinert J. Status of Thermal Neutron Scattering Data for Graphite, International Atomic Energy Agency. INDC(NDS)-0475, 2005. DOI: https://doi.org/10.61092/iaea.2sj8-k110
  11. Mattes M. and Keinert J. Thermal Neutron Scattering Data for the moderator Materials H2O, D2O and ZrHx in ENDF-6 Format and as ACE Library for MCNP(x) Codes. International Atomic Energy Agency, INDC(NDS)-0470, 2005. DOI: https://doi.org/10.61092/iaea.qhwb-q699
  12. Thermal Scattering Law S(α, β): Measurement, Evaluation and Application, International Evaluation Co-operation Volume 42. OECD NEA No. 7511, 2020. URL: https://www.oecd-nea.org/jcms/pl_23901/international-evaluation-co-operation-volume-42?details=true (дата обращения 02.07.2025).
  13. Федосов А.М. Влияние выгорающих поглотителей на эффект обезвоживания РБМК. Атомная энергия. 1993;75(1):67–69. URL: https://www.j-atomicenergy.ru/index.php/ae/article/view/5134 (дата обращения 02.07.2025).

РБМК эффект обезвоживания уран-эрбиевое топливо модель свободного газа рассеяние на связанных ядрах термализация нейтронов

Ссылка для цитирования статьи: Андрианова О.Н., Иванов И.Е., Варфоломеева В.А., Дружинин В.Е. Влияние моделей теплового рассеяния нейтронов на расчет эффекта обезвоживания РБМК. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2026. – № 1. – С. 110-121. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2026.1.09 .

Открыть PDF файл