Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время вклад ядерной энергетики в мировой топливно-энергетический баланс достаточно велик. Например, во Франции ядорная энергетика дает около 80 от общего объема производства энергии, в России - 11.8. Отсутствие достаточных альтернативных источников электроэнергии во всем мире делают ядерную знергетику перспективной. Из-за ограниченности ресурсов ядерного топлива особый интерес представляют реакторы на быстрых нейтронах (РБН), обеспечивающие расширенное воспроизводство ядерного горючего и позволяющие использовать для нужд ядерной энергетики весь добываемый, а также ныне накапливающийся отвальный уран.
Для повышения надежности радиационной защиты проектируемых реакторов необходимо при ее проектировании иметь возможность проводить многовариантные расчетные исследования поля излучения (причем с оценкой погрешности рассчитываемых величин) в неодномерных геометриях. Это требует значительных ресурсов ЭВМ и в настоящее время проведение проектных двумерных расчетов возможно лишь при использовании широкогогрупповых (много- или малогрупповых) библиотек сечения. Существенное различие энергетического спектра источника излучения, состава замедлителя, теплоностителя, материалов радиационной защиты и т.д., приводит к целесообразности создания широкогогрупповых библиотек констант, ориентированных на решение задач определенного класса (проблемно-ориентированных).
Проектирование и строительство АЭС с реакторами на быстрых нейтронах требуют больших капитальных затрат, а стоимость защиты современных ядерно-энергетических установок может достигать 20Ж стоимости всего сооружения. Это позволяет считать исследования по разработке алгоритма, подходов и программ для создания проблемно-ориентированнъя библиотек констант, направленные * на повышение надежности и экономичности проектируемых радиационных защит, актуальными.
Основной задачей диссертационной работы является разработка алгоритма и подходов формирования проблемно-ориентированных библиотек констант и их практическая реализация на примере создания многорупповой проблемно-ориентированной библиотеки констант для расчета защиты реакторов на быстрых нейтронах.
Научная новизна диссертационной работы заключается в том, что в ней впервые :
а) разработан новый алгоритм подготовки проблемно-ориентированных библиотек констант для задач расчетов защиты ядерно-энергетических установок;
б) предложены новые подходы к выбору групповой структуры и весовых
функций усреднения групповых сечений, основанью на принципе равно
распределения погрешности по группам и учете ценности нейтронов;
в) создана многогрупповая ПРоблзмно-Ориевтированная БиблиотекА
констант для расчетов защиты реакторов на Быстрых Нейтронах
ПРОБА-БН;
г) модифицирована программа SWANbAKE-NG расчета чувствительности
линейных функционалов поля излучения к парциальным сечениям
взаимодействия, получена систематическая информация по чувстви
тельности основных функционалов поля нейтронов в защите РБН в
мультигрупговом приближении;
д) получены значения константной составляющей погрешности расчета
основных функционалов поля в защите РБН, определены,потребности по
уточнению сечений взаимодействия.
Достоверность результатов работы основывается на сравнении с экспериментальными данными и с результатами расчетов по другим известным и хорошо тестированным библиотекам и программам.
Практическое значение работы определяется разработанными подходами и алгоритмом формирования проблемно-ориентированных библиотек констант, которые могут быть использованы при создании библиотек сечений для различных типов ядерно-энергетических установок. Созданная в работе библиотека констант ПРОБА-БН предназначена для проектных и конструкторских проработок внутри-корпусной защиты реакторов на быстрых нейтронах. Программа SWANIAKE-NG расчета чувствительности к парциальным сечениям взаимодействия может быть использована при решении широкого круга задач физики защиты. Данные мультигруппового анализа чувствительности функционалов поля в защитных моделях РБН могут быть использованы в проектных работах по совершенствованию защиты РБН. . На защиту выносятся следующие положения:
-
Алгоритм подготовки многогрупповых проблемно-ориентированных библиотек констант для задач расчетов защиты ядерно-энергетических установок.
-
Новыо подхода к выбору групповой структуры и весовых функций усреднения сечений и их программная реализация.
-
Многорупповая проблемно-ориентированная библиотека нейтронных констант ПРОБА-БН для расчетов внутрикорпусной защиты РБН, результаты тестирования полученной библиотеки.
-
Модифицированная программе SffANIAKI-NG расчета чувствительности линейных функционалов поля излучения к парциальным сечениям
взаимодействия, результаты нультигругшового анализа чувствительности и расчета константной составляющей погрешности основных функционалов в защитных композициях РБН.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы,включающего 91 наименование. Обший объем диссертации, включая 26 рисунков и 18 таблиц, составляет 142 страницы.
