Ядерные данные для расчета реакторов и защиты
Дата: 15/09/2022
Тема: Атомная наука


М.Н. Николаев, доктор физ.-мат. наук, профессор, главный научный сотрудник ГНЦ РФ ФЭИ

Это новый справочник, который можно считать на сайте «http://ядерныеданные.рф».  В отличие от предыдущего издания такого справочника (Абагян Л.П. и др. М. Энергоиздат, 1981) приводимые в нём данные соответствуют возможностям современных вычислительных методов, которые за истекшие с той поры полвека необычайно возросли.



В результате появилась возможность учитывать при расчётах сложные энергетические зависимости нейтронных сечений  с той степенью подробности, с которой они известны. Поскольку для описания энергетической зависимости сечений одного изотопа требуется задание их в десятках тысяч точек по энергии, представление справочных данных для нескольких сот изотопов на бумажном носителе стало невозможным и таблицы с числовыми данными приводятся в электронном приложении к справочнику. Данные приводятся для всех стабильных и долгоживущих (с периодом полураспада более суток) изотопов,  а также для нескольких более короткоживущих изотопов, сечения которых столь велики, что они успевают провзаимодействовать с нейтронами за короткое время после их образования в реакторе. Детально описываются и угловые распределения нейтронов, упруго рассеянных на каждом из рассматриваемых ядер.

Помимо задания детальных энергетических зависимостей в справочнике приводятся и данные мультигруппового (299 групп) описания этих зависимостей. Это позволяет обеспечить исходными данными не только программы расчёта полей излучения методом Монте-Карло, способных к использованию детальных энергетических зависимостей, но и программы, реализующие различные детерминистические методы, ориентированные на их многогрупповое описание.  Наличие мультигруппового представления нейтронных данных позволяет оптимизировать и расчёты, проводимые методом Монте-Карло. Прежде всего, устраняется необходимость трудоёмкого детального описания энергетических сечений многих десятков продуктов деления и иных нейтронных реакций, концентрации которых весьма малы. 

Далее, для описания спектров неупруго рассеянных нейтронов, нейтронов деления, реакций (n,2n) и др. также рекомендуется использовать мультигрупповое описание: эти спектры не обладают столь сложной структурой как нейтронные сечения. В 299-групповом представлении описывается и образование гамма-квантов в нейтронных реакциях (при этом учитываются и гамма-кванты, испускаемые продуктами нейтронных реакций). Спектры гамма-квантов приведены в 127-групповом представлении. Приводятся и константы, требующиеся для 127-группового описания распространения гамма-излучения. 127-групповые выходы гамма-излучения при распаде полутора тысяч радионуклидов обеспечивают необходимыми данными и расчёты радиационной обстановки в операциях внешнего топливного цикла и снятия АЭС с эксплуатации. В справочник включены и данные для расчёта функционалов полей излучения – энерговыделения, доз, скоростей различных нейтронных реакций и пр.

Справочник ориентирован в первую очередь на студентов, изучающих физику ядерных реакторов и радиационной защиты, а также на молодых специалистов, работающих или стажирующихся в этих областях. Он может представлять интерес и для более опытных инженеров и научных работников.

В текстовой части справочника 4 раздела. В первом разъясняется, какие ядерные данные требуются для расчёта полей излучения и функционалов этих полей – характеристик реакторов и защиты. Во втором детально описываются форматы представления нейтронных и фотонных данных в формах, позволяющих использовать их в программах, реализующих различные расчётные методики и приближения. В третьем разделе даны некоторые рекомендации по использованию приводимых в справочнике данных (главным образом при нетрадиционном использовании комбинации нейтронных данных, представленных в многогрупповой форме и заданием детальных энергетических зависимостей). Сами эти данные содержатся в электронном приложении «КОЛИБРИ». В четвёртом разделе дано краткое описание библиотеки оцененных нейтронных данных РОСФОНД, на основе которой были получены содержащиеся в справочнике нейтронные данные. Сама библиотека РОСФОНД и подробные обоснования приводимых в ней данных содержатся в электронном приложении «РОСФОНД». Обоснования снабжены  графиками сравнения оцененных данных с результатами экспериментов, положенных в их основу, и результатами независимых оценок. Любопытным пользователям это позволит оценить степень надёжности приводимых в справочнике данных.

Разумеется, пользователь должен знать, как и для чего он намерен использовать справочные данные. Полезным дополнением к справочнику являлся бы учебник по физике реакторов и защиты, дополненный рекомендуемыми типовыми программами расчёта полей излучения с инструкциями по их использованию. Сейчас эту информацию пользователи могут получить только у преподавателей  или по месту работы. Конечно, в любом случае пользователи могут использовать справочные данные с помощью стандартных средств Micrоsoft Office Excel, обращению с которыми сейчас обучают уже в средней школе. Это позволит им выполнять не слишком сложные преобразования справочных данных и, если потребуется, их визуализацию. Тем не менее, создание электронного учебника физики реакторов и защиты представляется весьма своевременным. Особенно, если он будет дополнен задачником.







Это статья PRoAtom
http://www.proatom.ru

URL этой статьи:
http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=10237