Задачи интерпретации измерений
реклама
УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики Н.В. ЩУКИН Московский инженерно-физический институт (государственный университет) ЗАДАЧИ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ИЗМЕРЕНИЙ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК С ПОЗИЦИЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ РЕАКТОРОВ Обсуждается проблема неоднозначности описания динамики физически больших реакторов в терминах одноточечной модели нейтронной кинетики. Формулируются условия применимости критериев безопасности, связанных с понятием «реактивность». Предлагается последовательный подход к интерпретации реакторных измерений, основанный на теореме о спектральном разложении и асимптотическом представлении решения нестационарного уравнения переноса нейтронов. Даётся предварительная расчётная оценка эффективности алгоритмов обработки экспериментальных данных, реализующих предложенный подход. ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 41 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики Г.В. ТИХОМИРОВ, М.Ю. ТЕРНОВЫХ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) ИСТОЧНИКИ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ ПАРАМЕТРОВ ОТРАБОТАВШИХ ТВС ВВЭР Экспериментальные методики, используемые на АЭС, для определения мощности и параметров спектра не позволяют определить значения абсолютно точно. Поэтому всегда имеется неопределенность в эксплутационных характеристиках ОТВС, таких как: глубина выгорания, средняя температура топлива и теплоносителя во время облучения, концентрация борной кислоты и др. Рассмотрен набор «базовых» вариантов с различными значениями обогащения. Для определения диапазонов неопределенности в концентрациях изотопов урана и плутония в ОТВС для каждого «базового» варианта была выполнена серия расчетов, в которых параметры расчетной модели отклонялись от номинального значения («возмущенные» варианты). Выбор параметров модели, для которых было проведено «возмущение», проводился исходя из особенностей эксплуатации реакторов ВВЭР. Ю.В. СТОГОВ, В.Н. ПРОСЕЛКОВ1 Московский инженерно-физический институт (государственный университет) 1Институт ядерных реакторов РНЦ «Курчатовский институт» ИССЛЕДОВАНИЯ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ГЛУБИНЫ ВЫГОРАНИЯ ТОПЛИВА В ЛЕГКОВОДНЫХ РЕАКТОРАХ Одно из направлений НИР для легководных реакторов – обоснование и реализация очень глубокого выгорания топлива: (60100) ГВтсут/т. Теоретически глубина выгорания 100 ГВтсут/т может быть достигнута при увеличении обогащения по 235U топлива подпитки до 8,5%. При увеличении глубины выгорания от 50 до 100 ГВтсут/т масса топлива, загружаемого и выгружаемого ежегодно, может быть снижена в 2 раза, а продукты деления будут сконцентрированы в меньшей массе топлива. НИР, проводимые по проблеме очень глубокого выгорания топлива в легководных реакторах, охватывают широкий диапазон направлений: исследование топливных циклов, повышение безопасности, снижение капитальных затрат и стоимости эксплуатации АЭС, противодействие распространению ядерных материалов, обращение с радиоактивными отходами. 42 ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики М.В. ЩУРОВСКАЯ, В.П. АЛФЕРОВ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) РАЗВИТИЕ ТЕХНОЛОГИИ РАСЧЕТНОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО РЕАКТОРА НА БАЗЕ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА TIGRIS Для ИРТ МИФИ разработана и аттестована инженерная программа нейтронно-физического расчета TIGRIS. Имеется успешный опыт применения расчетной модели для решения эксплуатационных задач (методика сопоставления результатов расчета с экспериментальными данными, методика верификации программы). Основным продуктом своей деятельности авторы модели считают в большей степени этот опыт, нежели расчетную модель, а он применим к практически любому ИР. Сотрудничество в области внедрения результатов нейтронно-физического расчета в эксплуатацию поддерживается с ИРТ-Т (НИИЯФ ТПУ), с реконструируемым ИРВ-М2 (НИИП), в 2000-2002г.г. поддерживалось с СМ (НИИАР). В настоящее время проводится адаптация программы TIGRIS для расчета ВВР-ц (филиал НИФХИ им. Л.Я. Карпова). А.М. ЗАГРЕБАЕВ, Н.В. ОВСЯННИКОВА Московский инженерно-физический институт (государственный университет) МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КОРРЕЛЯЦИОННОГО МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ОДНОФАЗНОГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ЯДЕРНОМ РЕАКТОРЕ Моделирование корреляционного метода измерения расхода теплоносителя проводится с использованием математической модели активации теплоносителя в активной зоне. Случайная составляющая вносится в расход теплоносителя, мощность канала, в распределение линейной нагрузки. Для моделирования случайной составляющей разработан формирующий фильтр, позволяющий получать случайные величины с заданными статистическими свойствами. При расчете плотности теплоносителя используются уравнения теплогидравлики. Результаты моделирования согласуются с экспериментальными данными. Погрешность определения расхода составляет 2-6%. Проведенные модельные исследования позволяют сделать вывод о применимости разработанной модели для планирования и интерпретации корреляционных экспериментов. ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 43 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики А. М. ЗАГРЕБАЕВ, Н.В. ОВСЯННИКОВА Московский инженерно-физический институт (государственный университет) ОПТИМИЗАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ ПО ПОРЯДКУ ИЗВЛЕЧЕНИЯ НЕГЕРМЕТИЧНЫХ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ СБОРОК В РЕАКТОРЕ РБМК Рассматривается возможность оптимизации порядка извлечения негерметичных тепловыделяющих сборок в реакторе при различных критериях и ограничениях. Приводится решение оптимизационных задач при ограничении на величину предельно допустимого выброса и при наличии штрафа. А.М. ЗАГРЕБАЕВ, Н.В. ОВСЯННИКОВА Московский инженерно-физический институт (государственный университет) ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ АКТИВАЦИИ ОДНОФАЗНОГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ Приводится математическая модель и методика расчета нестационарной активации однофазного теплоносителя. Рассматриваются частные случаи изменения азотной активности при различных видах возмущающих воздействий по мощности. Приводятся рекомендации по планированию и интерпретации результатов эксперимента по определению расходов при работе реактора РБМК на минимально-контролируемом уровне мощности. 44 ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики М.А УВАКИН Московский инженерно-физический институт (государственный университет) ВЕРОЯТНОСТНАЯ МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ РАСЧЕТОВ ВЫГОРАНИЯ В ЯЧЕЙКАХ ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ В работе описывается модель оценки неопределенности расчетов выгорания в ячейках ядерных реакторов, основанная на вычислении распределения результатов расчета для фиксированной энерговыработки в зависимости от режима энергетической нагрузки в процессе выгорания. Для моделирования режимов энергетической нагрузки рассматривается вероятностный подход, состоящий в процедуре разыгрывания уровней мощности и соответствующих им интервалов времени выгорания. Функции распределения интервалов времени выгорания задаются с учетом определенного среднего времени выгорания для каждого уровня мощности. Приводятся результаты апробации рассматриваемой методики для расчетов выгорания по программам GETERA-93 и WIMS-D5b. Ю.Н. ВОЛКОВ, В.И. НАУМОВ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ДИНАМИКИ РЕАКТОРА ПРИ ПРОСТРАНСТВЕННО-РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ДОЛИ ЗАПАЗДЫВАЮЩИХ НЕЙТРОНОВ В докладе анализируется нестационарный процесс в реакторе при наличии обратных связей и пространственной зависимости доли запаздывающих нейтронов. Приводятся результаты качественного анализа пространственно-временной кинетики реактора в асимптотике при наличии пространственной зависимости доли запаздывающих нейтронов. Главный упор сделан на анализе численных расчетов переходных процессов до выхода реактора в асимптотику. Обсуждаются общие особенности временного поведения реактора при наличии больших подобластей с разной долей запаздывающих нейтронов. ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 45 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики Г.Г. КУЛИКОВ, В.А. АПСЭ, В.В. АРТИСЮК1, А.Н. ШМЕЛЕВ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) Обнинский государственный технический университет атомной энергетики О ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИХ ПРЕИМУЩЕСТВАХ ПРИМЕНЕНИЯ РАДИОГЕННОГО СВИНЦА ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ В докладе обсуждаются преимущества использования радиогенного свинца в качестве теплоносителя энергетических реакторов. Радиогенный свинец является продуктом распада урана и тория и попутно извлекается из урановых и ториевых месторождений. Он характеризуется различным изотопным составом, который главным образом зависит от соотношения урана и тория в добываемой руде. Применение радиогенного свинца в качестве теплоносителя в реакторах может улучшить их ядерную безопасность, повысить защищенность делящихся материалов и увеличить воспроизводство топлива, открывая тем самым новые возможности не только по улучшению нейтронно-физических характеристик ядерных реакторов, но и по расширению сферы их применения В.В. ДРОВНИКОВ, М.В. ЕГОРОВ, Н.Ю. ЕГОРОВ, В.М. ЖИВУН, А.В. КАДУШКИН, В.В. КОВАЛЕНКО Московский инженерно-физический институт (государственный университет) РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ ИСТОЧНИКОВ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ, НАХОДЯЩИХСЯ ЗА ПОГЛОТИТЕЛЯМИ С АПРИОРНО НЕИЗВЕСТНЫМИ СВОЙСТВАМИ Предложены основанные на эффекте G-фактора методы определения характеристик источника гамма-излучения, находящегося за поглотителем с априорно неизвестными свойствами. Методы позволяют определять активности источников за поглотителем даже по одной гамма-линии обнаруженного радионуклида. Продемонстрирован метод «улучшения» энергетического разрешения сцинтилляционных спектрометров, повышающий достоверность идентификации обнаруженных радиоактивных источников. Приведены результаты экспериментов по определению радионуклидного состава и активностей радиоактивных источников, находящихся за различными поглотителями. 46 ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики А.А. СЕМЁНОВ, Д.А. СОЛОВЬЁВ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) МЕТОД ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛИ РЕАКТИМЕТРА Алгоритмы оценки реактивности ядерного реактора по значениям тока ионизационных камер, заданным в дискретные моменты времени в аппаратуре, используемой на АЭС, хорошо известны. Однако непосредственное их использование в математических моделях энергоблока ограничено, поскольку шаг по времени в математической модели может изменяться в широких пределах. В докладе представлен подход к решению этой проблемы путем построения семейства методов оценки реактивности с разными порядками аппроксимации зависимости реактивности от времени. В.Г. ЗИМИН, С.Б. ВЫГОВСКИЙ, A.A. СЕМЁНОВ, М.Н. ЗИЗИН1, В.Д. ДАВИДЕНКО1, В.Ф. ЦИБУЛЬСКИЙ1 Московский инженерно-физический институт (государственный университет) 1Институт ядерных реакторов, РНЦ «Курчатовский Институт» РАСЧЕТНЫЙ АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ КОЭФФИЦИЕНТОВ РЕАКТИВНОСТИ РЕАКТОРА ВВЭР-1000, 1-АЯ КАМПАНИЯ 3-ГО БЛОКА КАЛИНИНСКОЙ АЭС Во время пуска 3-го блока Калининской АЭС с реактором ВВЭР-1000 было проведено большое количество экспериментов для определения коэффициентов реактивности реактора, выполненных как на МКУ, так и на энергетических уровнях мощности 40%, 75%, 90% и 100%. В докладе представлены результаты расчетного анализа экспериментов по определению температурного, плотностного и барометрического коэффициентов реактивности, мощностного коэффициента реактивности и коэффициента реактивности по концентрации борной кислоты. Расчеты реакторных экспериментов выполнялись по программному комплексу ПРОСТОР. Нейтронно-физическая библиотека для используемых в загрузке типов ТВС подготовлена по программе UNK. Представлены как результаты прямых расчётов коэффициентов реактивности, так и результаты моделирования экспериментальных методик. ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 47 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики Е.В. ЧЕРНОВ, С.Б. ВЫГОВСКИЙ, В.Г. ЗИМИН Московский инженерно-физический институт (государственный университет) РАСЧЕТНЫЙ АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОРГАНОВ СУЗ ДЛЯ 1-ОЙ КАМПАНИИ 3-ГО БЛОКА КАЛИНИНСКОЙ АЭС Был проведен расчетный анализ экспериментов по измерению эффективности регулирующих органов 3-го блока Калининской АЭС для 1-ой кампании, который показал, что для представительного сопоставления измеренных и расчетных данных необходимо численное моделирование регистрации нейтронного потока на боковых ионизационных камерах с помощью динамического трехмерного нейтронно-физического кода. В противном случае, результаты расчетов, даже по самым точным программам, дают систематическое отклонение от измеренных данных, что объясняется чувствительностью боковых камер к поведению нейтронного потока исключительно в периферийных топливных сборках активной зоны. Результаты динамических расчетов по программному комплексу «ПРОСТОР» показали хорошую сопоставимость измеренных и расчетных данных. Максимальное отклонение расчетных данных от измеренных значений снижается с 25% в статике до 4% в динамике. Д.А. СОЛОВЬЁВ, А.А. СЕМЁНОВ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) БЛОК ОПТИМИЗАЦИИ БОРНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ НАКОПЛЕНИЯ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ В ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМАХ ВВЭР-1000 В докладе представлено описание методики минимизации накопления ЖРО во время маневрирования мощностью. Предложен способ создания моделей малой размерности из полномасштабных трехмерных моделей. Для оптимизации используется модель малой размерности и метод динамического программирования. Представлены результаты применения методики к переходным режимам. 48 ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики Д.А. СОЛОВЬЁВ, С.Б. ВЫГОВСКИЙ, А.А. СЕМЁНОВ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ АВАРИЙНОЙ ЗАЩИТЫ РЕАКТОРА НА МКУ ДЛЯ ВВЭР-1000 Представлена методика определения эффективности аварийной защиты (АЗ) на МКУ мощности с использованием экспериментальных данных по сбросу АЗ и трехмерной динамической модели активной зоны с моделью боковых ионизационных камер (БИК) системы АКНП. Актуальность предложенной методики в том, что результаты станционных измерений по показаниям БИК систематически занижают «вес» АЗ (от 15% до 20%), что объясняется чувствительностью БИК к изменению нейтронного потока исключительно в периферийных сборках (ТВС). Эффективность данной методики продемонстрирована на результатах численного моделирования измерения «веса» АЗ на МКУ мощности для 3-го блока Калининской АЭС. Использование данной методики приводит к увеличению погрешности определения полного «веса» АЗ по сравнению с погрешностью измерений всего на 2% и позволяет проводить представительное сопоставление расчетных результатов, полученных по статическим программам с измеренными данными. А.М. ФЕДОСОВ Российский научный центр «Курчатовский институт», Москва ОПТИМАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТОПЛИВА ПРИ ВЫВОДЕ РЕАКТОРОВ РБМК ИЗ ЭКСПЛУАТАЦИИ При остановке реактора РБМК для последующего вывода из эксплуатации в его активной зоне содержится довольно много слабо выгоревшего топлива, которое можно использовать в других реакторах этой же АЭС. В докладе представлены результаты решения задач по оптимальному дожиганию топлива остановленных РБМК. На примере Игналинской АЭС рассмотрен оптимальный режим для системы из двух реакторов. На примере АЭС с РБМК-1000 исследуются возможности оптимизации дожигания на станциях с бóльшим числом реакторов. Оценивается энергопотенциал АЭС без подпитки топливом извне, только за счет перестановки ТВС из других реакторов. ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 49 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики А.А. АНДРИАНОВ, В.М. МУРОГОВ, А.С. ПРЯХИН1, Я. ЯНЕВ1 Обнинский государственный технический университет атомной энергетики (ИАТЭ), Обнинск, Россия 1Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ), Вена, Австрия МОДЕЛЬ СОХРАНЕНИЯ ЗНАНИЙ ПО БЫСТРЫМ РЕАКТОРАМ Несмотря на невостребованность энергетическим рынком сегодня, быстрые реакторы (БР) в замкнутом ядерном топливном цикле являются основой полномасштабного развития ядерной энергетики будущего.Этим обусловлена инициатива и практические шаги МАГАТЭ по объединению усилий ведущих ядерных стран по разработке проекта по сохранению знаний в области научно-технических проблем создания БР.В докладе приведена математико-логическая модель для сохранения знаний по научно-техническим вопросам создания БР:taxonomy,инженерная модель АЭС с БР модель ЯТЙ с БР. В.Ф. ШИКАЛОВ Российский научный центр "Курчатовский институт", Москва ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОДКРИТИЧНОСТИ И КОНТРОЛЬ ЯДЕРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ АВАРИЯХ НА АЭС С РАЗРУШЕНИЕМ ТОПЛИВА Представлены данные по опыту организации и проведения экспериментальных исследований подкритичности и контроля ядерной безопасности при авариях на АЭС с разрушением топлива. Обсуждаются методические основы контроля размножающих свойств при стационарном состоянии контролируемого объекта и при вмешательстве в сложившуюся систему. Рассмотрены принципы построения системы контроля на основе непрерывного наблюдения скорости счёта по каналам контроля нейтронного потока пассивным методом и периодической оценке размножающих свойств с внесением возмущений от импульсного нейтронного генератора. Приводятся экспериментальные данные по оценке Кэф на уроне 0,65 . Реализованы методические приёмы оценки физической достоверности полученных результатов амплитудным анализом и методами статистической обработки данных первичной регистрации. Определены требования по мерам обеспечения и контролю ядерной безопасности для конкретных условий. 50 ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики А.В. КРАЮШКИН Российский научный центр “Курчатовский институт”, Москва О ВЕЛИЧИНЕ ВСПЛЕСКА НЕЙТРОННОЙ МОЩНОСТИ ПРИ АВАРИИ НА 4-М ЭНЕРГОБЛОКЕ ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС. (РОЛЬ ПЛАВЛЕНИЯ ТОПЛИВА) Проведенное моделирование аварии на 4-м энергоблоке Чернобыльской АЭС показывает, что высота всплеска нейтронной мощности в аварии могла составлять несколько сотен номиналов. Однако определенная по проникновению Cs137 величина температуры графита бокового отражателя в момент аварии составила 1500-20000С. Такая температура указывает на то, что величина всплеска была, как минимум, на два порядка выше. Для объяснения этого различия необходимо остановиться на одном моменте. Отрицательная обратная связь на допплер-эффекте оказывается мощным фактором, ограничивающим высоту “нейтронной вспышки”. Однако, при достижении топливом температуры плавления на короткое время рост температуры топлива приостанавливается. На это время действие допплер-эффекта также приостанавливается и это, как оказывается, увеличивает высоту “нейтронной вспышки” на порядки. Таким образом, учет плавления (а далее и испарения) топлива принципиально изменяет результаты. Ю.В. ВОЛКОВ, Д.С. САМОХИН Обнинский государственный технический университет атомной энергетики МЕТОДЫ ЭКСПЕРТНОГО ОПРОСА В ОЦЕНКЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ПЕРСОНАЛА И ОБОРУДОВАНИЯ ЭНЕРГОБЛОКОВ АС Работа посвящена методам оценки показателей надежности персонала и оборудования энергоблоков АС по данным экспертного опроса. Выделены четыре типа ошибок персонала и рассмотрены возможности оценок интенсивностей ошибок заданного типа. Представлен подход к анализу показателей надежности оборудования, не имеющего статистику по отказам. Приведены результаты обработки мнений трех разных экспертных групп и проведен их анализ на согласованность. Даны рекомендации по использованию результатов работы в оценке эффективности мероприятий по техническому обеспечению безопасности АЭС. ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 51 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики Г.Н. ВЛАСИЧЕВ Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е.Алексеева О ФЕНОМЕНОЛОГИИ АВАРИЙ С ПЛАВЛЕНИЕМ МАТЕРИАЛОВ АКТИВНОЙ ЗОНЫ РЕАКТОРА БН В анализе безопасности РБН принято деление запроектной аварии на четыре стадии: начальную, переходную, послеаварийного перемещения материалов и послеаварийного отвода тепла. Образующиеся на переходной стадии в результате перемещения и затвердевания расплава оболочек твэлов стальные блокировки каналов препятствуют течению жидкого топлива вниз и образуют твердое основание для бассейна. Для перемещения топлива в каналах требуется расплавить блокировки. После остановки реактора это возможно в случае недостаточного теплоотвода к окружающим ТВС. При проплавлении блокировки расплав будет затекать в каналы между еще твердыми частями твэлов на некоторую длину, затвердевая там и снова образуя слой блокировок. В результате, процесс продвижения тепловыделяющей массы будет иметь не плавный, а прерывистый характер и будет состоять из повторяющихся этапов: проплавление слоя блокировки, затекание расплава на некоторую длину и затвердевание, плавление следующего слоя и т.д. К.А. БОБРОВА ФГУП «СКЦ Росатома», Москва ВОЗМОЖНЫЙ ПОДХОД К СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ЯМ Дано общее описание одного их подходов к повышению эффективности существующих СУиК с использованием технических средств для решения задач мониторинга операций в СУиК ЯМ, получившего название система МОМ. Проанализированы источники информации, необходимые для контроля операций с ЯМ на ЯРОО. Описаны задачи и функции подобной системы. Разработана Концепция применения системы МОМ, включающая в себя модели внутренних нарушителей и определения последствий преднамеренных действий внутренних нарушителей на объекте. 52 ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики H.Л. ЧИЧУЛИН, А.С. КУЛАКОВ Российский научный центр «Курчатовский институт», Москва РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДА РЕЙХА–МУРА В КОДЕ MCU С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММЫ TREND Разработана программа TREND, предназначенная для восстановления нейтронных сечений изотопов в области разрешённых резонансов по данным международных библиотек оцененных ядерных данных ENDF/B, JEFF, JENDL, BROND с использованием формализма Рейха-Мура и расчёта доплеровского уширения полученных сечений в классическом приближении. Программа TREND интегрирована в комплексный код MCU реакторного расчёта по методу Монте-Карло. С совместным использованием программ TREND и MCU проведена оценка данных банка РОСФОНД по изотопам урана и плутония в сравнении с данными Международного банка ICSBEP. Ю.С. СОРОКИН, С.Л. БОРИСОВ, А.К. ПОДШИБЯКИН, С.И. ПАНТЮШИН ОАО Опытное конструкторское бюро «Гидропресс» ОПЫТ ВЫПОЛНЕНИЯ АНАЛИЗОВ БЕЗОПАСНОСТИ РУ ВВЭР С УЧЕТОМ РАБОТЫ ПАССИВНЫХ СИСТЕМ В результате выполнения анализов безопасности обосновываются параметры и характеристики систем, удовлетворяющих критериям безопасности в определяющих проектную основу систем проектных (ПА) и запроектных (ЗПА) авариях. При этом существенным является подход к учету единичного отказа и учета работы всей совокупности систем при ПА и ЗПА, соответственно. Так в базовом проекте РУ В-392 параметры и характеристики ГЕ-1 выбраны с учетом единичного отказа и без учета работы ГЕ-2 и СПОТ. Такой подход применяется при обосновании проекта серийной реакторной установки В-320, в которой отсутствуют ГЕ-2 и СПОТ, а также проектов В-412 и В-448, в которых эти системы предусмотрены. При обосновании проектов РУ В-392М для АЭС-2006 и В-466Б учитывалась работа всей совокупности систем, как при анализах ПА, так и при анализах ЗПА. ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 53 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики С.Н. ФИЛИМОНОВ1,2, В.В. АРТИСЮК2 1Обнинский 2НОУ государственный технический университет атомной энергетики «Центральный институт повышения квалификации», Обнинск ВЕРИФИКАЦИЯ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА SCALE 5 НА ВНУТРИТВЭЛЬНЫХ ЭФФЕКТАХ ВЫГОРАНИЯ Неравномерность изменения изотопного состава по радиусу топливной таблетки легководяных реакторов c UOX и MOX топливом, в частности накопление и трансмутация плутония приводит к образованию так называемого «rim»-эффекта, который является лимитирующим фактором достижимой глубины выгорания. В данной работе проводилась верификация программного комплекса SCALE на известных экспериментах по микроанализу топливных композиций ядерных энергетических реакторов. А также дается расчетное обоснование топливных композиций ориентированных на глубокое выгорание со снижением внутритвэльных неоднородностей по изотопному составу и тепловыделению. И.С. ЛИСИЦЫН, А.И. ФЕДОСЕЕВ, Н.Л. ЧИЧУЛИН ФГУ РНЦ «Курчатовский институт», Москва МОДУЛЬ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОГО НЕЙТРОННО-ТЕПЛОГИДРАВЛИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА SERB На основе теплогидравлического кода SERPENT и нейтроннофизического BARS создан программный комплекс для проведения связанных нейтронно-физических и теплогидравлических расчётов динамики ядерных энергетических установок. Усложнение и детализация расчётных моделей требует разработки программных средств визуализации расчётных схем и пространственного распределения нейтронно-физических и теплогидравлических параметров рассчитываемого объекта. Приводятся результаты расчёта переходных и динамических процессов ЯЭУ для плавучего энергоблока. 54 ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики А.Л. ЧЕРЕЗОВ, Н.В. ЩУКИН Московский инженерно-физический институт (государственный университет) ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА СПЕКТРАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТОВ РЕАКТИВНОСТИ ПО ПОКАЗАНИЯМ ДАТЧИКОВ ВРК Предлагаются простые аналитические и численные модели, описывающие нестационарные пространственно-распределённые нейтроннофизические процессы и их регистрацию с помощью дискретных датчиков. Исследуется метод, основанный на процедуре спектральной проекции восстановленного по датчикам нейтронного поля. Приведено его теоретическое обоснование. Представлены результаты сравнения этого метода с другими на примерах задач об определении веса поглощающего стержня и измерениях глубин подкритичности реактора (одномерное, односкоростное диффузионное приближение). Варьировался состав среды реактора. А.Л. ЧЕРЕЗОВ, Н.В. ЩУКИН Московский инженерно-физический институт (государственный университет) НОВОЕ ПРОГРАММНОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ КИНЕТИКИ ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ NEUTRON3D Разработано программное средство численного решения нестационарного уравнения переноса нейтронов в диффузионном многогрупповом приближении на трехмерной прямоугольной расчетной сетке. За основу взяты вычислительные алгоритмы, использованные в программном комплексе РОСА (конечно-разностная аппроксимация, метод Эйлера). Программа Neutron3D предназначена для выполнения приближенных расчетов нейтронных полей в размножающих системах. Реализована возможность вычисления основных функционалов нейтронного поля (Кэфф, мощность, коэффициенты неравномерности, время жизни мгновенных нейтронов). Главной особенностью Neutron3D является пользовательский интерфейс, развиваемый как интуитивно-понятное для человека средство взаимодействия с программой. Это делает предложенное средство простым в освоении и удобным в использовании при концептуальном проектировании ядерных реакторов. ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 55 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики АУНГ БО ХЕЙН, МИН МИН СО, научный руководитель В.И. НАУМОВ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) АНАЛИЗ КОМБИНИРОВАННЫХ ТОПЛИВНЫХ ЦИКЛОВ НА ОСНОВЕ СЛАБО ОБОГАЩЁННОГО УРАНА И ТОРИЯ В РЕАКТОРАХ ТИПА CANDU В докладе приведены результаты анализа ряда вариантов комбинированных топливных циклов, основанных на частичной загрузке реактора типа CANDU ториевыми ТВС и использовании слабо обогащённого уранового топлива. Проведен сравнительный анализ открытого топливного цикла по урану и торию и вариант закрытого цикла только по торию. Анализируется гипотетическая возможность реализации замкнутого топливного цикла по торию без выделения урана-233. В качестве критериев для сравнения различных вариантов использованы расходы природных ресурсов урана и тория, расход ядерного топлива в виде ТВС, объём разделительной работы для производства обогащённого урана. Показана возможность существенного сокращения потребления природного урана. С.В. МАСТЕРОВ, В.Б. ГЛЕБОВ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ЗАЩИЩЕННОСТИ ДЕЛЯЩИХСЯ МАТЕРИАЛОВ В ТОПЛИВНОМ ЦИКЛЕ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ Предложены теоретические основы для анализа внутренней защищенности урансодержащих материалов. Описаны принципы построения критерия защищенности на основе критерия Марка-Хиппеля-Лимана, дающего оценку относительного энерговыхода цепной реакции деления в надкритической системе. В качестве репера принимается 20%-уран, рассматриваемый в настоящее время как безопасный в классе высокообогащенных урановых материалов. Оценка делается в рамках простейшей модели сбора надкритической массы с учетом ограничений по количеству материала. Проведены оценки свойства самозащищенности металлического урана различного обогащения. На основе данного метода, предло56 ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики жен алгоритм оценки степени денатурации высокообогащенного урана, посредством повышения его нейтронного фона. ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 57 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики Д.В. ЯНЧЕНКО, Н.В. ЛИПИН, научный руководитель М.Ю. ТЕРНОВЫХ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) РЕАЛИЗАЦИЯ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПРОГРАММЫ SCALE-5 ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВЫГОРАНИЯ ТВС ВВЭР Модуль TRITON программы SCALE-5 предназначен для моделирования многозонного выгорания в прямоугольной двумерной геометрии. Рассмотрены возможности моделирования выгорания ТВС реакторов типа ВВЭР с треугольной решеткой твэлов. Оценено влияние моделей на изотопный состав облученного топлива. Получены результаты для анализа rim-эффекта в твэлах и влияния неоднородностей в решетке твэлов на характеристики облученного топлива. П.В. ГОРДИЕНКО, научный руководитель В.А. АПСЭ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) ЗАЩИТА РЕАКТОРНОГО ПЛУТОНИЯ ОТ РАСПРОСТРАНЕНИЯ МЕТОДОМ ИЗОТОПНОЙ ДЕНАТУРАЦИИ В докладе описана методика расчета временного поведения температурного поля в многослойной сферической системе путем решения нестационарного уравнения теплопроводности для одномерной сферической геометрии. Параметрами этого уравнения являются удельная теплоемкость и теплопроводность используемых материалов, которые в свою очередь зависят от температуры. Таким образом, решаемая задача является существенно нелинейной. Предложен способ учета температурной зависимости теплоемкости и теплопроводности материалов ядерного взрывного устройства при решении уравнения переноса тепла. Определены уровни содержания 238Pu в реакторном плутонии, которые делают его абсолютно непривлекательным для ядерных террористов из-за невозможности использования в ядерных взрывных устройствах. 58 ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики П.Е. ХАРИТОНОВ, научный руководитель Г.В. ТИХОМИРОВ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЫГОРАНИЯ ДИСПЕРСИОННОГО ТОПЛИВА В ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РЕАКТОРАХ В целях обоснования возможности использования упрощенных геометрических моделей ТВС исследовательских реакторов при переходе на топливо с пониженным обогащением разработаны различные модели ТВС реактора ИРТ для программы MCNP. Проведена верификация моделей на основе расчетов коэффициентов размножения и коэффициентов чувствительности. Проведены оценки эффектов гомогенизации микротвэлов в дисперсионном топливе. Подготовлены исходные данные для моделирования выгорания ядерного топлива ИРТ с помощью программного комплекса Multiburns. Представлены результаты расчетов изменения изотопного состава отработавшего ядерного топлива реактора ИРТ с различным обогащением для различных геометрических моделей. Д.Н. СКОРОХОДОВ, научный руководитель Г.В. ТИХОМИРОВ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОГРАММ НА ОСНОВЕ МЕТОДА МОНТЕ-КАРЛО ДЛЯ РАСЧЕТОВ ЭНЕРГОВЫДЕЛЕНИЯ В АКТИВНЫХ ЗОНАХ ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ Разработана двумерная модель активной зоны реактора ВВЭР-1000 с учетом гетерогенной структуры каждой ТВС для программы MCNP. Проведены расчеты потвэльного энерговыделения. Продемонстрировано наличие систематической погрешности расчета, превышающей величину статистической оценки ошибки. Выдвинута гипотеза о природе обнаруженной погрешности. Для проверки выдвинутой гипотезы построена простая геометрическая модель, в которой легко моделировать «малые» и «большие» системы с точки зрения пробега нейтронов. На основе анализа результатов модельных расчетов предложен алгоритм учёта систематической погрешности для расчётов активных зон реакторов с помощью программ, основанных на методе Монте-Карло. ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 59 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики А.В. ЕГОРОВ, В.В. АРТИСЮК1 Обнинский государственный технический университет атомной энергетики 1НОУ «Центральный институт повышения квалификации», Обнинск НЕЙТРОНО-ФИЗИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ УРАН-БЕРИЛЛИЕВОГО ТОПЛИВА В настоящее время одним из перспективных видов топлива позволяющим добиться высокого выгорания рассматривается уран-бериллиевое топливо. У уран-бериллиевого топлива по сравнению с обычным топливом для легководного реактора существенно больше (порядка 50%) теплопроводность, это позволяет уменьшить градиент температур вокруг топливной таблетки, уменьшить термическую напряженность топлива и продлить его работу в реакторе. Но при использовании стандартной ячейки легководного реактора некоторые коэффициенты реактивности в конце работы топлива принимают положительное значение. Данная проблема решается подбором отношения шага решетки к диаметру топливной таблетки. Расчеты проводились с помощью программного комплекса SCALE 5. А.Е.КОНДРУШИН Обнинский государственный технический университет атомной энергетики. АНАЛИЗ НАДЕЖНОСТИ ПЕРСОНАЛА ПО СТАТИСТИКЕ ИНЦИДЕНТОВ НА АЭС РФ Проведен анализ надежности персонала по статистики инцидентов на АЭС РФ. Получено, что время между инцидентами подчиняется распределению Вейбулла. Предложена математическая модель обосновывающая возникновение данного распределения. Предлагается рассматривать плотность распределения Вейбулла как плотность распределения расстояния от произвольной точки до ближайшей к ней в пуассоновских ансамблей в n-мерном фазовом пространстве. Проведена оценка интенсивности отказов при последующей эксплуатации АЭС. 60 ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики И.В. ШАМАНИН, А.В. ГОДОВЫХ, П.А. СЕЛЕЗНЕВ Томский политехнический университет РЕЗОНАНСНОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ НЕЙТРОНОВ В ТОРИЙСОДЕРЖАЩИХ МНОГОСЛОЙНЫХ РАЗМНОЖАЮЩИХ СИСТЕМАХ Приведены результаты численных экспериментов, определяющие границы области значений отношения Vзам/Vтоп (объем замедлителя/объем топлива), в которой наблюдается аномалия в ходе зависимости резонансного поглощения. Ее существование доказывает физические преимущества Th232 по сравнению с U238 при использовании в качестве воспроизводящего материала в составе ядерного топлива. Доказано существование ранее теоретически обнаруженной аномалии в зависимости резонансного поглощения в размножающей среде от отношения “объем замедлителя/объем топлива”, вызванной заменой сырьевого нуклида U238 на сырьевой нуклид Th232 . Приведены результаты, позволяющие определить материальные и геометрические параметры структуры размножающей среды, сочетание которых обеспечивает возможность создания тепловыделяющих элементов ядерных реакторов повышенной безопасности. О.В. МИТРОФАНОВА Московский инженерно-физический институт (государственный университет) УСЛОВИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ КРИЗИСА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ВИХРЕВОГО ДВИЖЕНИЯ Выявлены общие закономерности кризисной перестройки вихревой структуры движущейся среды для различных кризисных явлений, обусловленные минимизацией диссипативных потерь в гидродинамических системах. Показано, что перестройку внутренней структуры потока можно связать с возникновением «кризиса» устойчивости реальной термодинамической системы. Рассмотрены условия критического перехода к винтовому характеру течения закрученного потока и кризисной перестройки полей давления и скорости в вязких и невязких течениях. Получены уравнения для скорости изменения спиральности в динамической жидкостной системе. Для удобства проведения инженерных расчетов уравнения представлены в размерном, безразмерном и критериальном виде. ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 61 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики А.Б. КРУГЛОВ, В.Б. КРУГЛОВ, О.В. МИТРОФАНОВА, Л.С. КОКОРЕВ, П.П. ЕГОРЦОВ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО СТЕНДА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕХАНИЗМОВ ГЕНЕРАЦИИ КРУПНОМАСШТАБНЫХ ВИХРЕВЫХ СТРУКТУР В ПОТОКАХ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ Целью предпринимаемых исследований является решение проблемы повышения безопасности работы ЯЭУ с реакторными установками корпусного типа. Разрабатываемый экспериментальный стенд в сочетании с использованием акустических и оптических методов измерений предназначен для исследования механизмов генерации крупномасштабных вихрей в каналах сложной геометрии и вихревого эффекта. Стенд обеспечивает максимальный расход воды 12 м3/час и давление до 0,6 МПа, оснащен ультразвуковым расходомером, а также приборами измерения давления и температуры. Рабочий участок для визуализации вихревых структур выполнен из прозрачного материала, что позволяет проводить фотографирование и вести скоростную видеосъёмку. О.В. МИТРОФАНОВА, П.П. ЕГОРЦОВ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) ИССЛЕДОВАНИЕ АКУСТИЧЕСКОГО ТЕЧЕНИЯ НА ПРИМЕРЕ ИМПАКТНОЙ ЗАКРУЧЕННОЙ СТРУИ Для определения условий возникновения критического режима истечения при натекании закрученного потока на преграду, сопровождающегося возникновением акустических колебаний и генерацией стоячего звукового поля, создана экспериментальная установка и разработан специальный метод измерений акустических параметров течения в сочетании с использованием способов визуализации вихревой структуры потока. Проведение экспериментальных исследований предпринято с целью создания адекватной физико-математической модели для описания процессов движения и тепломассообмена в импактных закрученных течениях, имеющих место в различных технических устройствах (камерах сгорания, коллекторных системах ядерных реакторов, газотурбинных двигателях, вихревых аппаратах различного назначения, циклонных камерах и т.д.), а также для предотвращения опасных эксплуатационных режимов, обусловленных возникновением резонансных эффектов. 62 ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики И.И. НОВИКОВ1, Л.С. КОКОРЕВ2, О.В. МИТРОФАНОВА2 1Институт 2Московский металлургии и материаловедения им. Байкова (РАН) инженерно-физический институт (государственный университет) СТРУКТУРНЫЕ ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ ВТОРОГО РОДА Фазовый переход в молекулярном водороде из пара в ортофазу, связанный с переориентацией магнитных моментов ядер, обусловлен реальным существованием скрытых («молекулярных») магнитных полей, предсказанных П. Вейссом (1907) и Б.Л. Розингом (1892). Эти поля проистекают из существования кванта магнитного поля, предсказанного Ф. Лондоном (1950) и эквивалентного ему монополя П. Дирака (1931). Существование ортофазы Н2 имеет свойство ядерно-магнитного резонанса с тепловым возбуждением на скрытом магнитном поле – ЯМТР. Скрытость «молекулярного» магнитного поля обусловлена принципом Паули для термодинамически равновесных систем и раскрывается в магнитомеханических явлениях, вихревых течениях, процессах текучести, например, направленной термомеханической обработки тугоплавких металлов с электрическим нагревом (И.И. Новиков. Пути электротехнологии. Журнал «Знание-Сила», ноябрь 1986г.). И.И. НОВИКОВ1, Л.С. КОКОРЕВ2, О.В. МИТРОФАНОВА2 1Институт 2Московский металлургии и материаловедения им. Байкова (РАН) инженерно-физический институт (государственный университет) ВИХРЕВОЙ МЕХАНИЗМ ДИССИПАЦИИ ЭНЕРГИИ Задача течения вязкой ньютоновской жидкости рассматривается с позиции баланса момента сил трения и внутренних моментов, создаваемых вихреисточниками Римана. Вследствие концентрации механического напряжения в центрах течения возбуждаются ориентированные кванты момента импульса, создающие вспышки звуковой или электромагнитной природы (фононы, фотоны). При высокой частоте возбуждения ядро жидкостного вихря замещается вращающимся паровым ядром, при этом возможно возникновение свечения перегретой паровой области . В процессах организованной текучести тугоплавких металлов с электрическим нагревом наблюдаются застывшие наноразмерные капилляры. Возбуждение двухфазных наноразмерных вихрей объясняет явления текучести, структурных фазовых переходов, существование центров кипения, кавитации и др. ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 63 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики Д.В. КУЗНЕЦОВ, А.В. БЕЗНОСОВ, О.О. НОВОЖИЛОВА Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева ИССЛЕДОВАНИЯ УСТРОЙСТВ ВВОДА ВОДЫ, ПАРА В ПОТОК СВИНЦОВОГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В реакторных установках с ТЖМТ в качестве альтернативы традиционной схеме рассматриваются схемы с заменой поверхностных парогенераторов на прямоконтактные. Целью экспериментов являлось сравнение эффективности различных вариантов устройств ввода воды. За основные критерии эффективности принимались минимизация размеров вводимой водопаровой среды и минимизация разницы между температурами свинцового теплоносителя и генерируемого пара. Результаты работы рекомендуется использовать при анализе применимости концепции прямоконтактных парогенераторов ТЖМТ – вода, пар; при анализе аварийной ситуации «межконтурная неплотность парогенератора» в контурах с традиционными парогенераторами, при создании устройств по технологии тяжелого теплоносителя, осуществляющих ввод газопаровых смесей, воды, пара в поток свинцового или свинец-висмутового теплоносителей. О.О. НОВОЖИЛОВА, А.В. БЕЗНОСОВ, М.В. ЯРМОНОВ Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛООБМЕНА НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОГО КОНТУРА, ВКЛЮЧАЯ ПОЛЯ ТЕМПЕРАТУР И СКОРОСТЕЙ В ПОТОКЕ СВИНЦОВОГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ ПРИ КОНТРОЛЕ СОДЕРЖАНИЯ ПРИМЕСИ КИСЛОРОДА Настоящие испытания отличались от проведенных ранее тем, что при контролируемом и управляемом изменении состояния и состава примесей в теплоносителе и в контуре измерения характеристик теплообмена в участках нагрева и охлаждения производились одновременно. Цель проведенной работы – получение обоснованных расчетных формул для инженерных расчетов поверхностей теплообмена. Поля скоростей определялись специально сконструированным устройством для измерения локальной скорости жидкого металла. Проведенные исследования позволяют оценивать характеристики теплообмена ТЖМТ от наличия, содержания и состояния примесей в пристенной области и в потоке теплоносителя. 64 ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики С.Ю. САВИНОВ, А.В. БЕЗНОСОВ, М.А. АНТОНЕНКОВ Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева СОВМЕЩЕННЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК МГД-СОПРОТИВЛЕНИЯ И ТЕПЛООБМЕНА, ВКЛЮЧАЯ ПОЛЯ СКОРОСТЕЙ В ПОТОКЕ ТЖМТ В ПОПЕРЕЧНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ Целью данной работы является определение оптимальных характеристик оксидных электроизолирующих покрытий (ЭИП), при которых происходит заметное снижение величины гидравлического сопротивления при малом ухудшении характеристик теплообмена при течении ТЖМТ в канале круглого сечения в поперечном магнитном поле, а также исследование поля скорости в канале круглого сечения. Оксидные ЭИП оказывают значительное влияние на характеристики теплообмена и величину гидравлического сопротивления канала, на поле скорости при течении эвтектики в поперечном магнитном поле. Варьирование характеристик ЭИП приводит к изменению степени влияния поперечного магнитного поля на характеристики теплообмена и поля скоростей. М.В. ЯРМОНОВ, А.В. БЕЗНОСОВ, С.Ю. САВИНОВ Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева ИССЛЕДОВАНИЯ ПРЯМОКОНТАКТНОГО ТЕПЛООБМЕНА СВИНЦОВЫЙ ТЕПЛОНОСИТЕЛЬ – ВОДА, ПАР В контурах со свинцовым и свинец-висмутовым теплоносителями прямоконтактный теплообмен может осуществляться в двухконтурных реакторных установках при аварийной ситуации «межконтурная неплотность парогенератора». Одним из определяющих критериев прямоконтактного теплообмена является размер образований воды, пара, вводимых в жидкий металл. Работы включали расчетно-теоретические исследования теплообмена от поверхности жидкого металла к испаряющейся капле воды и экспериментальные исследования. Результаты исследований рекомендуются для использования при анализе целесообразности реализации концепции прямоконтактных парогенераторов тяжелый жидкометаллический теплоноситель – вода, пар, а также при анализе аварии «межконтурная неплотность парогенератора». ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 65 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики М.А. АНТОНЕНКОВ, А.В. БЕЗНОСОВ, Д.В. КУЗНЕЦОВ Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК РАБОТОСПОСОБНОСТИ КОНТАКТНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ КОНСТРУКЦИЙ В СРЕДЕ ТЖМТ Целью настоящей работы является разработка рекомендаций по конструктивному исполнению и оптимальным условиям эксплуатации контактных элементов механизмов, работающих в среде высокотемпературных ТЖМТ (подшипниковых опор скольжения, зубчатых зацеплений и др.). Понимание специфики фрикционных процессов в узлах механизмов работающих в условиях контуров с высокотемпературными ТЖМТ позволит получить оптимальные технико-экономические показатели ЯЭУ. Исследовались характеристики процессов изнашивания стальных и чугунных подшипниковых опор скольжения различных типов вертикальных валов (насосов и зацеплений) работающих в среде ТЖМТ при температуре до 510 ºC, содержании термодинамически активного кислорода в расплаве от 10-4 до 100 и при наличии твердой фазы оксидов теплоносителя. А.В. БЕЗНОСОВ, Т.А. БОКОВА, П.А. БОКОВ, М.C. КУСТОВ Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ВВОДА ГАЗОВОЙ СМЕСИ В ТЖМТ Необходимым условием длительной безопасной работы контура с ТЖМТ является проведение периодических обработок контура восстановительными газовыми смесями для очистки теплоносителя и поверхностей контура от его оксидов путем их восстановления с образованием чистого металла и паров воды. Это устройство должно вводиться в состав свинцового или свинец-висмутового контура РУ. Цель данной работы состояла в создании такого устройства и его испытаний на водяном и свинцовом теплоносителях. При проведении испытаний предполагается проведения исследований с подачей в газовую полость массообменника не только водорода, но и кислорода, что в случае получения положительных результатов, следует рассматривать как достоинство предлагаемой конструкции. 66 ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики А.С. КОРСУН Московский инженерно-физический институт (государственный университет) СВОЙСТВА ТЕНЗОРА СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРИ ОБТЕКАНИИ ПОТОКОМ ЖИДКОСТИ СТЕРЖНЕВЫХ СТРУКТУР Коэффициент, связывающий силу сопротивления со скоростью жидкости обтекающей стержневую структуру, является тензорной величиной. Возможный вид тензора установлен, используя теорию матричных полиномов. Особенностью тензора является то, что главные компоненты тензора зависят от угла, под которым обтекается сборка стержней. Этот факт подтвержден экспериментальными измерениями. Согласно анализу это возможно только при нелинейной зависимости сопротивления от скорости потока. Установлено с использованием второго начала термодинамики, что для главных компонент тензора допустимо принимать отрицательные значения. Определены пределы отрицательных значений в зависимости от угла обтекания. При независимости тензора сопротивления от угла обтекания главные компоненты должны быть положительными. А.С. КОРСУН, Ю.А. МАСЛОВ, И.Г. МЕРИНОВ, В.С. ХАРИТОНОВ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) ЦИРКУЛЯЦИЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ТВС С ПЕРЕМЕШИВАЮЩИМИ РЕШЕТКАМИ В РЕАКТОРЕ ВВЭР В настоящее время является актуальной задача повышения тепловой мощности реакторной установки. Для этой цели разрабатываются новые конструкции тепловыделяющих сборок (ТВС), в которых могут использоваться решетки, предназначенные для перемешивания теплоносителя в пределах активной зоны. В данной работе проведено расчетное моделирование гидродинамических характеристик одной из предложенных конструкций ТВС с перемешивающей решеткой секторного типа. Приводятся результаты расчетов затухания закрутки потока теплоносителя по длине канала и по воздействию закрутки на уменьшение неравномерности температур на выходе из ТВС. Расчеты проводились с учетом зависимости компонент тензора сопротивления от угла обтекания. Полученные результаты будут учтены при выборе варианта конструкции перемешивающей решетки. ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 67 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики М.П. НИКИТЕНКО, С.Б. РЫЖОВ, В.А. МОХОВ, А.Е. ЧЕТВЕРИКОВ, Ю.А. АНИКЕЕВ, В.М. МАХИН, А.Н. ЧУРКИН, С.В. ШМЕЛЕВ ОАО Опытное конструкторское бюро «Гидропресс», Подольск КОРПУСНЫЕ РЕАКТОРЫ СО СВЕРХКРИТИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ ПАРА. КОНСТРУКТОРСКИЕ И СХЕМНО-РЕЖИМНЫЕ ПРОРАБОТКИ РУ 4-ГО ПОКОЛЕНИЯ ВВЭР-СКД В докладе приведены сведения по параметрам и конструкции инновационного корпусного водоохлаждаемого реактора ВВЭР-СКД и схемным решениям по блоку с ВВЭР-СКД, при реализации которых могут быть достигнуты целевые показатели, предъявляемые к ЯЭУ нового поколения. Основные параметры теплоносителя: температура на входе в активную зону – 290 ºС; температура на выходе из активной зоны – 540 ºС; давление на выходе из активной зоны – 24 МПа. А.Н. ЧУРКИН1, В.А. МОХОВ1 И.Д. РЯБОВ2, В.С. ХАРИТОНОВ2 1ОАО 2Московский Опытное конструкторское бюро «Гидропресс», Подольск инженерно-физический институт (государственный университет) МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПРОЦЕССОВ ТЕПЛО-МАССОПЕРЕНОСА В ТВС ВВЭР ПРИ КИПЕНИИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В СТРУЕ В докладе представлена методика расчета процессов тепломассопереноса для определения локальных параметров теплоносителя, условий теплообмена, запаса до кризиса теплоотдачи и температуры конструкционных элементов в ТВС ВВЭР для АЭС-2006. Рассматриваются только стационарные режимы нормальной эксплуатации. Предлагаемая методика позволяет учесть наличие в ТВС перемешивающих решеток и кипение теплоносителя в струе наиболее теплонапряженной ТВС. Данная методика расчета основана на широко используемой в инженерных расчетах поканальной (поячейковой) методике. 68 ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики П.В. ЯГОВ, А.Н. ЧУРКИН, И.Г. ЩЕКИН ОАО Опытное конструкторское бюро «Гидропресс», Подольск ИСПЫТАНИЯ ПРОГРАММЫ ТЕМПА-СК: МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В КАНАЛАХ Программа ТЕМПА-СК предназначена для исследования стационарных и нестационарных процессов тепломассопереноса в тепловыделяющих сборках реакторов с водой сверхкритического давления, в том числе при наличии значительных локальных неоднородностей. Испытания программы включали проверку выполнения законов сохранения, сравнение результатов расчетов с аналитическими решениями задач и экспериментальными данными, а также исследование влияния на результаты расчетов исходных данных. В работе представлено описание программы ТЕМПА-СК. Приведены описания тестовых задач, данные экспериментов и результаты расчетов по программе. В.М. МАХИН ОАО Опытное конструкторское бюро «Гидропресс», Подольск ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ДИСПЕРСНОЙ КОМПОЗИЦИИ «ДИОКСИД УРАНА – АЛЮМИНИЙ»: ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРА ЧАСТИЦ И РЕАКТОРНОГО ОБЛУЧЕНИЯ На основе расчетных исследований сделана попытка объяснения установленных в 70-е годы 20 века фактов резкого снижения теплопроводности дисперсной композиции «Диоксид урана – алюминий» при использовании мелких частиц диоксида урана (размер частиц матрицы более, чем в 4 раза больше размера частиц диоксида урана), а также результатов измерения теплопроводности данной композиции в условиях реакторного облучения. Показана возможность изменения теплопроводности в широком интервале выбором размера частиц. ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 69 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики И.А. КРУГЛОВ, О.А. МИШУЛИНА, Б.Е. ШУМСКИЙ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) ПРИМЕНЕНИЕ НЕЙРОСЕТЕВЫХ СТРУКТУР ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОЛЯ ЭНЕРГОВЫДЕЛЕНИЯ В АКТИВНОЙ ЗОНЕ ВВЭР-1000 В работе предложена динамическая нейросетевая модель пространственного поля энерговыделения в активной зоне ВВЭР-1000. Модель состоит из группы взаимодействующих нейросетевых модулей, каждый из которых имеет определенное функциональное назначение. Модель позволяет на основании данных о положении органов регулирования системы управления и защиты воспроизвести динамику энерговыделения в отдельном узле активной зоны; группе узлов, в произвольной горизонтальной плоскости, а также построить аксиальные профили энерговыделения тепловыделяющих сборок. Погрешность разработанной нейроструктурной модели поля энерговыделения не превышает погрешности соответствующих измерительных приборов. Приводятся результаты обучения и тестирования нейросетевой модели. М.А. КАЛИШ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ЯЭУ НА ОСНОВЕ МЕТОДА ГАЛЁРКИНА Работа посвящена разработке новых подходов к моделированию теплогидравлики в одномерных комплексах (системах трубопроводов) Наиболее естественным методом для этого является метод Галеркина, поэтому в работе рассматривается применение этого метода на примере уравнения Бюргерса и уравнений изотермического течения сжимаемого газа в трубе. 70 ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики И.С. БЫКОВ, В.И. ДЕЕВ, К.В. КУЦЕНКО, А.А. ЛАВРУХИН, В.С. ХАРИТОНОВ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНОГО КРИЗИСА КИПЕНИЯ ВОДЫ ПРИ НАЛИЧИИ НАЧАЛЬНОГО ТЕПЛОВЫДЛЕНИЯ В НАГРЕВАТЕЛЕ Проведено экспериментальное исследование и предложена методика расчета динамических характеристик нестационарного кризиса кипения насыщенной воды при быстром увеличении мощности тепловыделения в греющей стенке в зависимости от начального уровня тепловой нагрузки. Показано, что доля теплоотдающей поверхности, занятой паром до момента наброса мощности тепловыделения, сильно влияет на характеристики перехода к пленочному режиму кипения. Значительные флуктуации этой величины при заданном начальном уровне тепловой нагрузки приводят к большому разбросу экспериментальных данных. И.С. БЫКОВ, В.И. ДЕЕВ, К.В. КУЦЕНКО, А.А. ЛАВРУХИН Московский инженерно-физический институт (государственный университет) ДИНАМИКА СХЛОПЫВАНИЯ ПАРОВОГО ПУЗЫРЯ ПРИ КИПЕНИИ ВОДЫ С НЕДОГРЕВОМ Проведено расчетно-теоретическое исследование динамики парового пузыря при кипении недогретой до температуры насыщения воды. Показано, что скорость границы схлопывающегося парового пузыря в объеме недогретой жидкости может достичь скорости звука. При этом температура пара может составить несколько тысяч градусов. Для подтверждения этой гипотезы проведено экспериментальное исследование. Обнаружено, что при импульсном подводе тепла к платиновой проволочке, помещенной в большой объем недогретой воды, пережог происходит при средней температуре значительно меньшей, чем ее температура плавления. Данный факт объясняется значительной неоднородностью температуры по длине проволочки. При схлопывании пузыря его температура может существенно превысить температуру плавления материала, то в месте контакта пузыря с нагревателем может произойти его локальное разрушение. ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 71 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики В.И. БОЛЬШАКОВ, Л.Г. КУДРОВА, В.А. ПОНОМАРЕВ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) ИССЛЕДОВАНИЕ РАДИАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СВЕТОПРОЗРАЧНОЙ ЛУЧИСТОЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ Представлено исследование радиационных характеристик композиционных наноматериалов на основе металлизированных покрытий. Во многих случаях, когда лучистые потери не могут быть компенсированы конвективным подводом тепла, необходимо предпринимать меры по их устранению. Это особенно важно в аэрокосмической, металлургической отраслях, медицине, причем применяемая защита не должна искажать цветовосприятие человека. Композиционные материалы на основе полиметилметакрилата и супертонкого слоя серебра образуют псевдопористый слой с размерами пустот и металлических образований 0.1 – 0.2 мкм. Исследование структуры такого покрытия прямыми и косвенными методами подтвердило возможность создания аналогичной пористой, прочной и дешевой пленки на основе алюминия с искусственным созданием пустотной сетки-матрицы. В.Б. КРУГЛОВ, И.Г. ПОЗДЕЕВА Московский инженерно-физический институт (государственный университет) ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТВЭЛОВ С ВИБРОУПЛОТНЕННЫМ ТОПЛИВОМ ДЛЯ РЕАКТОРОВ ТИПА БН-600 НЕСТАЦИОНАРНЫМ МЕТОДОМ Предложен метод определения температуропроводности топливного сердечника, тепловой проводимости контакта топливо-оболочка, теплоемкости для тепловыделяющих элементов реакторов типа БН-600 с виброуплотненным топливом. Определены характеристики экспериментальной установки и сформулированы требования к измерительной аппаратуре. Сделан вывод о необходимости создания специализированного блока нагрева и пирометра для регистрации изменения температуры. 72 ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики И.Е. ГОЛУБЕВ, С.А. МАЙСТРЕНКОВ ФГУП Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. А.А. Бочвара, Москва РАСЧЕТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ СФЕРИЧЕСКИХ МИКРОТОПЛИВНЫХ ЧАСТИЦ С ПЛОСКИМИ ГРАНЯМИ Микротопливные элементы с многослойным покрытием (МТ) уже зарекомендовали себя в атомной отрасли. Их способность удерживать продукты деления, обеспечивать более высокое выгорание объясняют интерес к исследованиям данного типа топлива. В традиционных расчётных моделях предполагается идеальная сферичность МТ. Однако при изготовлении, не удается получить идеальную форму топливных частиц. Высокие требования по удержанию продуктов деления, предъявляемые к топливу современных реакторов, привели к необходимости расчетного моделирования поведения МТ, имеющих отклонения от сферической симметрии в условиях реакторного облучения. В данной работе исследовалось напряженно-деформированное состояние покрытий МТ, имеющих плоские грани. Сравнивались различные критерии надежности топливных частиц. И.А. МОЛЕВ, С.Б. ВЫГОВСКИЙ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) УТОЧНЕНИЕ МОДЕЛИ ОСТАТОЧНОГО ЭНЕРГОВЫДЕЛЕНИЯ В АКТИВНОЙ ЗОНЕ ЯЭУ И ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДАННОЙ МОДЕЛИ НА АЭС С РЕАКТОРОМ ВВЭР-1000 Представлена модель остаточного энерговыделения в активной зоне реактора ВВЭР. Особенностью модели является то, что в ней уточняется стандарт американского ядерного общества по экспериментальным данным Балаковской АЭС по остаточному энерговыделению тепловыделяющих сборок, хранившихся в бассейне выдержки, и по экспериментальным данным Волгодонской АЭС по аварийному режиму, связанному с непосадкой предохранительного клапана на одном из парогенераторов. В настоящее время модель используется в полномасштабном тренажере 3-го блока Калининской АЭС, анализаторе реакторной установки ВВЭР-1000 в ядерно-физической лаборатории Калининской АЭС и анализаторе реактора ВВЭР-1000 в ядерно-физической лаборатории Волгодонской АЭС ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 73 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики С.Ю. ЯКИМЧУК1, А.С. КОЛОКОЛ2, В.С. ХАРИТОНОВ1 1Московский инженерно-физический институт (государственный университет) научный центр «Курчатовский институт», Москва 2Российский ПРОБЛЕМЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕРМОДИНАМИКИ РЕГУЛЯРНОЙ РЕШЕТКИ МЕТОДОМ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ При построении молекулярно-динамической (МД) модели кристаллической решетки важным является точный выбор параметра элементарной ячейки. Как правило, при МД-расчетах этому вопросу уделяется мало внимание. Между тем, коллективная динамика регулярной решетки может вносить существенный вклад на результаты МД-моделирования. В докладе проведено молекулярно динамическое моделирование диоксида урана в широком температурном диапазоне от 298 К до 3000 К. Представлено сравнение различных парных потенциалов взаимодействия. Изучено влияние размера элементарной решетки на характеристики МДмодели, в частности, на масштабы флуктуаций статического давления. В.И. ДЕЕВ, Е.А. ПРУШИНСКАЯ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) ПЛАВУЧАЯ АТЭЦ ДЛЯ УДАЛЕННЫХ РАЙОНОВ СЕВЕРА Приведены данные расчетов тепловой схемы и элементов основного энергооборудования плавучей атомной энергетической установки с ядерным реактором типа КЛТ-40 для снабжения электрической энергией и теплом промышленных поселков в прибрежных районах крайнего Севера. Принятая в проекте общая тепловая мощность энергоблока составляет 150 МВт, электрическая мощность в номинальных режимах эксплуатации – 70 МВт, тепловая энергия, передаваемая потребителю – 50 Гкал/ч. Представлены результаты эскизной проработки конструкции прямоточного парогенератора, состоящего из 37-ми отдельных змеевиковых модулей, вырабатывающих перегретый пар давлением 3,72 МПа с температурой 290С. Теплофикационная вода давлением 2,3 МПа с температурами на входе/выходе сетевого контура 130/70С подогревается в кожухотрубчатых теплообменниках паром, отбираемым из турбины при давлении 0,32 МПа. 74 ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики Д.П. КОРОТКОВ, А.С. МАЙРАПЕТЯН, В.С. ХАРИТОНОВ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО ОТКЛИКА ВТСП БОЛОМЕТРА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ОПТИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ МАЛОЙ СКВАЖНОСТИ Данная работа посвящена исследованию теплового отклика ВТСП болометра на основе Bi-Sr-Ca-Cu-O, при воздействии оптических импульсов малой скважности. Была проведена проверка деградации болометрической пленки от времени по прошествии 10 лет эксплуатации и хранения в естественных условиях. Проведено исследование тепловой релаксации болометра при воздействии оптических импульсов длиной волны 820…850 нм и длительностью 100 нс. Приведены описания экспериментальной установки, схемы эксперимента и результаты анализа полученных данных.Методика и результаты исследований могут быть полезны при разработке датчиков в оптических системах связи и тепловых детекторов. М.М. ЛЯХОВИЦКИЙ, В.В. РОЩУПКИН, М.А. ПОКРАСИН, Н.А. МИНИНА, А.Г. КОЛЬЦОВ1, Н.Л. СОБОЛЬ Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН инженерно-физический институт (государственный университет) 1Московский ИССЛЕДОВАНИЕ АКУСТИЧЕСКИХ И ДИЛАТОМЕТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТАЛИ ЭК-173 Приводятся данные акустических и дилатометрических исследований стали ЭК-173 в диапазоне 20-1000ºС. Исследуемая сталь представляет собой нержавеющую сталь аустенитного класса со следующим содержанием основных легирующих элементов :Ti - 2,1%, Cr - 17,9%, Mn – 1.67%, Ni – 41%, Mo – 5,17%. Измерения акустических параметров проводилось на коротких проволочных образцах с помощью акустического комплекса АКПАР. Измерения измерений линейных размеров образцов проводились на высокоскоростном термическом дилатометре DL-1500-RH. По результатам измерений получена также температурная зависимость модуля Юнга в исследуемом температурном интервале. ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 75 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики М.М. ВАСЮКОВ, А.В. ОСИНЦЕВ, В.П. ЩЕПИНОВ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕДЕНИЯ СТЕРЖНЕЙ ПОСЛЕ ПОТЕРИ УСТОЙЧИВОСТИ МЕТОДОМ РЕАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ряде случаев достижение нагрузкой величины потери устойчивости не несет за собой негативных последствий, и эксплуатация узла, при соблюдении ограничений на возникающие прогибы, может быть продолжена. Так, например, может быть продолжена эксплуатация потерявшего устойчивость защитного чехла системы контроля температуры теплоносителя в трубопроводах реактора ВВЭР-1000 за счет его остаточной жесткости. Предложен алгоритм, основанный на методе реальных элементов, который позволяет моделировать поведение стержней, после потери ими устойчивости. Рассмотрены основные варианты закрепления стержней, действие разных видов нагрузок – сосредоточенной и распределенной, а также поведение ступенчатого стержня. Результаты расчетов сравнивались с результатами расчетов другими методами, а также с результатами экспериментов. А.В. ОСИНЦЕВ, А.С. ПЛОТНИКОВ, В.П. ЩЕПИНОВ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ТРУБНОЙ ДОСКИ МЕТОДАМИ ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ ИНТЕРФЕРОМЕТРИИ И КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Представлены результаты экспериментального исследования методом голографической интерферометрии полей упругих прогибов часто перфорированной трубной доски, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой. Установлена нагрузка, соответствующей появлению начальных остаточных прогибов. Дается сравнение полученных экспериментальных результатов с данными расчета полей упругих прогибов методом конечных элементов. 76 ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики А.С. КОТЕЛЬНИКОВ, Е.М. МОРОЗОВ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) ОБ ОДНОМ МЕТОДЕ ОТЫСКАНИЯ ТРАЕКТОРИИ ТРЕЩИНЫ Предложен метод расчета траектории трещин в твердых телах при их механическом разрушении, исходя из предположения, что искомая траектория представляет собой обобщенную геодезическую линию. В таком случае траектория трещины представляет собой экстремаль, находимую из вариационной задачи, в которой функционал представляет собой длину линии трещины на заданной поверхности тела в двумерном пространстве, метрика которого зависит от напряженного или деформированного состояния и задается на основе интуитивных соображений. Решено несколько задач с вполне приемлемыми результатами. Л.П. ЛОШМАНОВ, П.В. ФЕДОТОВ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) ОХРУПЧИВАНИЕ МОЛИБДЕНА ПРИ ВЫСОКИХ СКОРОСТЯХ ДЕФОРМАЦИИ Приводятся результаты испытаний металлокерамического молибдена в интервале температур от – 100 до +350° и скоростей деформаций от 3,4·10-3 до 4·104 с-1. При всех скоростях деформации использовались цилиндрические образцы с длиной рабочей части 5 мм и диаметром 2,5 мм. Выбор геометрии образца продиктован необходимостью создания квазистатического напряженного состояния по длине его рабочей части при высокоскоростных механических испытаниях. Впервые примененный при исследовании молибдена интервал скоростей деформаций позволил установить закономерности изменения прочностных и деформационных характеристик. Высказано предположение о существовании некой критической скорости деформации молибдена. ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 77 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики В. В. ИСАЧЕНКО, Д.А. НАМЕЕВ, Ю. В. СВИРИДЕНКО Московский инженерно-физический институт (государственный университет) ПРИМЕНЕНИЕ ЦИФРОВОЙ ФОТОУПРУГОСТИ ДЛЯ АНАЛИЗА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КОНСТРУКЦИЙ В настоящей работе показана возможность применения современных цифровых средств для получения и анализа интерференционных картин полос, при проведении исследований напряженно-деформированного состояния конструкций методом фотоупругости с помощью оптическичувствительных покрытий. С помощью цифровой фотоупругости осуществлено решение ряда задач с применением различных методов анализа картин полос. Предлагаются численные алгоритмы получения полного порядка полосы и параметра изоклины, а также разделения главных напряжений по результатам измерений. Применение цифровой фотоупругости позволяет построить эффективную автоматизированную информационно-измерительную систему для анализа напряжений и деформаций. Ю.В. СВИРИДЕНКО, В.В. ИСАЧЕНКО, П.А. ВЕДЕРНИКОВ 1 Московский инженерно-физический институт (государственный университет) 1ОАО Опытное конструкторское бюро «Гидропресс», Подольск СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПОГРЕШНОСТЕЙ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ МЕТОДОМ НАРАЩИВАНИЯ ТОНКОЙ ПРОРЕЗИ В рассматриваемом методе определение остаточных напряжений в произвольных сечениях тела основано на измерении параметров напряженно-деформированного состояния вблизи создаваемых тонких прорезей. В работе проведен статистический анализ погрешностей определения остаточных напряжений, на основе численных экспериментов произведена оценка возможности применения метода в зонах с высокими градиентами остаточных напряжений, рассмотрено влияние на результаты измерений таких факторов, как ширина создаваемой прорези, наличие пластической зоны в вершине прорези и метод измерения параметров напряженно-деформированного состояния. Приводятся рекомендации по постановке эксперимента. 78 ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики В.Н. СИМОНОВ, Н.Л. МАТИСОН Московский инженерно-физический институт (государственный университет) ТРЕХМЕРНАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РЕЗОНАНСНОГО СЕНСОРА ДАВЛЕНИЯ Конструкция и технология сенсоров достаточно сложна для экспериментальной отработки оптимальных соотношений. Поэтому с целью снижения затрат на разработку нового прецизионного сенсора давления авторами разработана трёхмерная математическая модель резонансного сенсора давления, выполненного из монокристаллического кварца. В основу модели положен метод конечных элементов. Модель позволяет рассчитать поля механических напряжений, вызываемые как воздействием рабочего измеряемого давления, так и различием температурных коэффициентов кристаллического кварца и легкоплавкого стекла, применяемого для сборки сенсора. Показано, что температурные напряжения в стеклоспаях конструкции приближаются по величине к рабочим напряжениям и могут служить источником снижения точности сенсоров. Л.П. ЛОШМАНОВ, П.В. ФЕДОТОВ Московский инженерно-физический институт (государственный университет) ПРИМЕНЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ СТАТИСТИКИ ПРИ РАЗРАБОТКЕ МОДЕЛИ ДЕФОРМИРОВАНИЯ СПЛАВА Э110 В УСЛОВИЯХ ПРОЕКТНЫХ АВАРИЙ РЕАКТОРОВ ВВЭР В работе проведен анализ данных о пределе текучести сплава Э110 в интервале температур от 77 до 973 К при скоростях деформации от 10 -4 до 104 с-1, рассмотрено влияние нейтронного облучения до флюенса 4∙10 22 см-1. С применением линейного регрессионного анализа определены коэффициенты зависимости предела текучести от параметров нагружения. Проверена адекватность применяемых уравнений по критерию Фишера, критерию Стьюдента, вычислен коэффициент детерминации. Проведена оценка погрешности расчета предела текучести с использованием универсальной модели деформирования сплава Э110. ISBN 978-5-7262-1042-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2009. Том 1 79
