В настоящей работе представлены результаты теплогидравлического моделирования реакторной установки со свинцовым теплоносителем, в основу которой положена расчетная схема для кода ATHLET, полученная на основе открытой информации по РУ БРЕСТ-ОД-300. Основная цель работы показать влияние детализации моделирования установки и различных моделей гидродинамики в системе параллельных каналов на распределение параметров теплоносителя в пространстве. Задачей данного этапа работы было показать поэтапное моделирование одного из вариантов разбиения внутриреакторного пространства на систему гидравлических каналов. Разбиение внутриреакторного пространства основано на типе и количестве различных элементов активной зоны таких как: ТВС с топливом, ТВС с органами регулирования, блок отражателя и т.д. Такой способ моделирования активной зоны позволяет увидеть изменения в разных частях реакторной установки при расчете переходных процессов. Также для данной модели созданы две схемы моделирования параллельных каналов без поперечных связей между каналами и с поперечными связями. В ранних работах были проведены исследования по влиянию метода разбиения на параметры теплоносителя при моделировании переходных режимов, но влияние поперечных связей еще не исследовалось. Данные схемы позволят провести необходимые исследования и сделать вывод о наилучшем способе моделирования активной зоны реактора в данном разбиении внутриреакторного пространства. Полученные ранее результаты на более простых моделях показали эффективность разбиения внутриреакторного пространства на систему гидравлических каналов в переходных режимах. В результате разбиение внутриреакторного пространства позволяет по сути выполнять расчеты модели в 3D представлении. Данные модели позволят провести ряд расчетов с различными переходными режимами и обосновать использование или не использование поперечных связей для данного типа моделирования реакторов с жидкометаллическим теплоносителем. Основные результаты работы показывают необходимость дальнейшего исследования в направлении 3D моделирования и гидравлики внутриреакторного пространства для реакторов с жидкометаллическим теплоносителем.

В данной статье представлены результаты разработки одномерной модели теплогидравлики активной зоны реактора с паровым теплоносителем сверхкритического давления (типа ПСКД-600), предназначенной для анализа теплогидравлической устойчивости. Для ее создания был выбран подход, предполагающий использование модифицированного полунеявного алгоритма на базе SIMPLE. Алгоритм был реализован с помощью программного кода на языке С++. Объектом исследования являлся одиночный канал с круглым сечением, внутри которого размещены ТВС шестигранной формы. Проводился расчет, имитирующий процесс запуска реактора и его выход на стационарный режим работы. Расчет проводился в два этапа: на первом происходило установление восходящего потока теплоносителя в необогреваемом канале, на втором, в момент времени 0.2 с начинался обогрев системы, что привело к перестроению полей скорости, давлений и температур. Модель включила в себя уравнения сохранения импульса, массы и энергии теплоносителя в активной зоне, представленные в виде конечных разностей. Все необходимые для расчета свойства парового теплоносителя сверхкритического давления были получены с помощью библиотеки IAPWSIF97. Алгоритм предполагает решение основных уравнений теплогидравлики с проверкой неразрывности потока дважды на одном шаге по времени. По итогам расчета получена картина установления полей скорости, давления и температур. С помощью теплового баланса был сделан вывод о корректной работе модели и возможности ее применения для анализа устойчивости реактора с паровым теплоносителем сверхкритического давления.

В работе приведeн анализ результатов моделирования одной из типов ТВС, используемых в исследовательском реакторе ИР-8. Статья является продолжением работ, в рамках которых был проведен анализ гидравлических испытаний восьми- и шеститрубной ТВС ИРТ-3М и выявлен характер изменения поля скоростей теплоносителя в поперечном сечении штатной шеститрубной ТВС, без учета энерговыделения в твэлах. Расчеты проводились с помощью программы для теплогидравлического расчета ATHLET. В данной работе приводятся результаты связного теплогидравлического и нейтронно-физического расчета ТВС ИРТ-3М. Для нейтронно-физического расчета использовалась программа MCU-PTR. Мультифизичный подход позволяет учитывать влияние на результаты расчетов изменения физических свойств материалов активной зоны. Представлены результаты математического моделирования стационарной работы штатной ТВС ИРТ-3М мощностью 600 кВт. Отлажена совместная работа нейтронно-физического и теплогидравлического расчетных кодов. Получены основные теплофизические параметры ТВС: температуры теплоносителя, оболочек и топлива, определен запас до поверхностного кипения. Используя мультифизичный подход данные теплогидравлические параметры были уточнены. Полученные данные могут быть полезными для дальнейших расчетов подобных ТВС с использованием центрального канала ТВС для установки экспериментальных облучательных устройств. Кроме того, указанные распределения температур могут служить граничными условиями для расчетных моделей облучательных устройств, используемых в 3-х мерных CFD кодах. Результаты этой работы могут быть использованы при определении допустимой мощности исследовательских реакторов типа ИРТ: ИР-8 в НИЦ КИ (Москва), ИРТ-МИФИ в НИЯУ МИФИ (Москва), ИРТ-Т в ТПУ (Томск) и WWR-SM в ИЯФ (Ташкент).

Малая энергетика – новое направление развития атомной отрасли. В данной работе рассматривается проектирование интегрального реактора малой мощности “МОДЕСТ”. Представлены результаты расчетов основных технических характеристик проекта энергетической установки. Для повышения безопасности проекта в модуле осуществлена естественная циркуляция теплоносителя. Естественный отвод тепла от топливных элементов предотвращает аварии, связанные с потерей электроснабжения. В конструкции применен более эффективный, по сравнению с прямотрубными, парогенератор с витыми трубами. Такая реакторная установка может быть использована для выработки электроэнергии, производства водорода и опреснения воды.

В статье рассматривается проблема восстановления истинного распределения физической величины из измеренного и искаженного из-за приборных эффектов. Данная задача имеет название обратной свертки (unfolding, деконволюция) и для ее решения наиболее распространенными методами являются байесовский алгоритм д’Агостини, подход на основе алгоритма SVD и регуляризационный метод TUnfold. В работе проводится сравнительный анализ различных подходов и обсуждается вопрос выбора оптимальных параметров и условий для их использования. В качестве объекта для анализа работы алгоритмов был выбран энергетический спектр частиц в космических лучах, смоделированный методом Монте-Карло и измеренный магнитным спектрометром PAMELA. Основное внимание в работе уделено анализу качества восстановления спектра для различных значений параметров алгоритмов, а также сравнительному анализу подходов в зависимости от особенностей дискретизации спектра. Основным результатом является предложенный подход к подбору оптимального значения параметра регуляризации для метода на основе SVD и количества итераций для байесовского метода. Показано, что результат восстановления энергетического спектра протонов с помощью SVD метода и байесовского алгоритма согласуется с истинным спектром по критерию Колмогорова−Смирнова.

В РНЦ “Курчатовский институт” имеется критический стенд АСТРА, на котором проводятся эксперименты по изучению нейтронно-физических особенностей реакторов типа ВТГР. Информация по оцененным экспериментам в настоящее время существует только для стационарных экспериментов и отсутствует для нестационарных, более того, в настоящее время еще не выполнен расчетный анализ большинства нестационарных экспериментов. Последняя задача требует расчета при помощи нейтронно-физического кода, который может решать нестационарные задачи с учетом пространственного распределения поля нейтронов. При рассмотрении сложных нейтронно-физических систем с числом расчетных точек более миллиона, время расчета может составлять час и более, а в случае нестационарного процесса с малым шагом по времени ожидание может составлять месяц. АСТРА является сложной системой с количеством расчетных точек порядка миллиона. Для ускорения нестационарного расчета могут быть использованы параллельные технологии. Целью исследования является внедрение эффективных методов стационарного вычислительного моделирования с использованием технологии распараллеливания в модуль для расчета нестационарных процессов. Разработана схема распараллеливания с разделением расчетных слоев по высоте. Проведен расчет нестационарных экспериментов с использованием параллельных технологий.

Работа посвящена воспроизведению 27-дневных вариаций потока галактических космических лучей (ГКЛ), наблюдавшихся в эксперименте PAMELA, при помощи моделирования распространения ГКЛ в гелиосфере. Построена карта электромагнитного поля в межпланетном пространстве в соответствии с моделью Паркера и экспериментальными измерениями, сделанными космическим аппаратом ACE. Создан алгоритм, который численно решает уравнение движения космических лучей в этом поле и восстанавливает их траекторию. Генерируются заряженные частицы на границе гелиосферы и осуществляется их трассировка с использованием разработанного алгоритма. Начальные характеристики частиц таковы, что формируется их изотропное и однородное распределение. В результате расчетов получены временные зависимости потока космических лучей для энергии 1 ГэВ в околоземном пространстве.

Установлено, что при бозе-эйнштейновской конденсации света в резонансных оптических микрополостях (пoрах) фотонного кристалла в последних формируются благоприятные условия для неупругого фотон-фотонного взаимодействия, приводящего к формированию гравитоноподобных бифотонных состояний, соответствующих стоячей гравитационной волне оптического диапазона. На основе оценочных расчетов продемонстрирована потенциальная наблюдаемость гравитоноподобных бифотонов (парафотонов) как прямым методом регистрации гравитационных волн, так и косвенным образом по оптическим спектрам фотонного кристалла: в спектре вторичного излучения композита предсказывается появление дополнительного пика в области унитарного поляритона, в спектре комбинационного рассеяния света предсказывается возникновение ≪бифотонного≫ пика, соответствующего формированию в микрополостях кристалла новых гравитационных центров рассеяния.

В статье приводится энергетическая зависимость сечения неупругого взаимодействия легких ядер (протонов, гелия, лития) с энергиями от нескольких сотен мегаэлектронвольт с ядрами вольфрама, полученная с использованием данных космического эксперимента PAMELA. Прибор PAMELA предназначен для прецизионных измерений потоков космических лучей различной природы и включал набор детекторных систем для надeжного определения характеристик частицы (типа и энергии). В работе идентификация частиц осуществлялась при помощи трековой системы в магнитном поле, время-пролётной системы и системы антисовпадений. Позиционно-чувствительный калориметр с поглотителем из вольфрама, в свою очередь, позволяет изучать характеристики взаимодействия частиц внутри него, в частности, вычислить сечение их неупругого взаимодействия.

Представлена конструкция станции, предназначенной для регистрации треков заряженных частиц. Станция собрана из двух взаимно ортогональных камер, в каждой камере по три слоя плотно упакованных дрейфовых трубок в лавсановом корпусе. Слой состоит из 24 трубок длиной 810 и диаметром 30 мм. Трековые станции используются в экспериментах на установке для регистрации частиц с большими поперечными импульсами ускорительного комплекса НИЦ “Курчатовский Институт” — ИФВЭ. Описана процедура проверки камер из дрейфовых трубок. Приведены результаты тестирования камер на космических мюонах и на пучке протонов.