ПОЛНОМАСШТАБНОЕ РАСЧЕТНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КРИТИЧЕСКИХ СБОРОК ZR-6 И БФС-49/1А В ПРОГРАММЕ MNT-CUDA 3.0

В статье приводятся результаты верификации и валидации новой программы MNT-CUDA 3.0 в полномасштабных расчетах критических конфигураций водо-водяных стендов ZR-6 и ZR-6M и быстрой критической сборки БФС-49/1А. Данная инженерная программа повышенной точности ориентирована на выполнение нейтронно-физических расчетов активных зон различных типов реакторов методом Монте-Карло в многогрупповом приближении. В программе реализована возможность проведения вычислений на графических процессорах, что позволяет значительно сократить время выполнения расчетов реакторных установок. При этом MNT-CUDA 3.0 имеет гибкую модульную архитектуру. Модули формирования библиотек групповых констант позволяют проводить расчеты как с использованием данных, подготовленных с помощью прецизионных программ (MCU, MCNP), так и на основе данных из библиотеки групповых констант общего назначения БНАБ-РФ. Для расчета полномасштабных реакторных систем был разработан препроцессор, позволяющий скомпоновать геометрию рассматриваемой системы из произвольных примитивов. Это предоставило возможность описать бенчмарк-модели критических стендов ZR-6 и БФС без введения существенных упрощений. Приводится сопоставление результатов расчетов коэффициента размножения с экспериментальными значениями и сравнение с результатами расчетов прецизионных программ MCU и MCNP потвэльных потоков, скоростей генерации по энергетическим группам, радиального и аксиального распределения потоков.

1. Франк-Каменецкий А.Д. Моделирование траекторий нейтронов при расчeте реакторов методом Монте-Карло. 1978. Москва: Атомиздат.

2. Дружинин В.Е., Шмонин Ю.В., Лысов Д.А. и др. Гос. рег. прогр. ЭВМ MNT-CUDA № 2014660470, 08.10.2014. https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=EVM&DocNumber=2014660470&TypeFile=html.

3. Бычков С.А., Гришин Н.А., Дружинин В.Е. и др. Гос. рег. прогр. ЭВМ MNT-CUDA (версия 2.0) № 2021614214, 19.03.2021. https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=EVM&DocNumber=2021614214&TypeFile=html

4. Ivanov I.E., Bychkov S.A., Grushin N.A., et al. // At. Energy. 2024. 135. P. 289–296. https://doi.org/10.1007/s10512-024-01114-7

5. About the MCU project. https://mcuproject.ru/rabout.html.

6. Кощеев В.Н., Ломаков Г.Б., Мантуров Г.Н. и др. Гос. рег. прогр. ЭВМ CONSYST-RF № 2016612865, 11.03.2016. https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=EVM&DocNumber=2016612865&TypeFile=html

7. Варфоломеева В.А., Грушин Н.А., Иванов И.Е., Бычков С.А. // Вопр. ат. науки тех. Сер.: физ. ядерн. реакт. 2022. № 5. С. 75–84.

8. Варфоломеева В.А., Иванов И.Е., Андрианова О.Н., Бычков С.А., Грушин Н.А. // Докл. 32 Всеросс. науч. тех. конф. “Нейтронно-физические проблемы атомной энергетики” (“Нейтроника-2024”). Обнинск, Россия. 2024. https://www.ippe.ru/images/science_info/конференция/neutron2024/презентация/s6-8.pdf.

9. Кощеев В.Н., Мантуров Г.Н., Николаев М.Н., Цибуля А.М. Свидетельство о государственной регистрации базы данных БНАБ-РФ № 2016620461, 12.04.2016. https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=DB&DocNumber=2016620461&TypeFile=html.

10. Андрианова О.Н., Жердев Г.М., Ломаков Г.Б., Мантуров Г.Н., Теплухина Е.С. // Изв. вузов. Ядерн. нергетика. 2019. № 4. С. 58–70.

11. Иванов И.Е. и др. Учет гетерогенных эффектов при подготовке многогрупповых констант для расчетов реакторов методом Монте-Карло по программе MNT-CUDA. Препринт №40-Б2024, 11.11.2024. Москва: ВИНИТИ РАН.

12. The VVER Experiments: Regular and Perturbed Hexagonal Lattices of Low-Enriched UO2 Fuel Rods in Light Water. NEA/NSC/DOC(95)03/IV. LEU-COMP-THERM-015.

13. The VVER Experiments: Regular and Perturbed Hexagonal Lattices of Low-Enriched UO2 Fuel Rods in Light Water. Part 2. NEA/NSC/DOC(95)03/IV. LEU-COMP-THERM-036.

14. BFS-49 Assemblies: Critical Experiments with Heterogeneous Compositions of Plutonium, Depleted Uranium Dioxide, and Polyethylene. NEA/NSC/DOC(95)03/VI. MIX-MISC-FAST-002.

15. The Programmers Solid 3D CAD Modeller. https://openscad.org/.