И. М. РОЖДЕСТВЕНСКИЙ
Научный руководитель – В. К. ДАВЫДОВ1, с. н.с.
Московский инженерно-физический институт (государственный университет),
1 Доллежаля, Москва
РАСЧЕТЫ КРИТИЧЕСКИХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
НА НАЧАЛЬНЫХ ЗАГРУЗКАХ РЕАКТОРОВ РБМК
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРЕЦИЗИОННЫХ КОДОВ
Представлено заключение по результатам полномасштабных расчетов критических экспериментов, проведенных с помощью программ прецизионного класса MCNP4A и MCU-RFFI/A.
Расчетное моделирование критических экспериментов является наиболее надежным и достоверным способом верификации программ (кодов) расчета нейтронно-физических характеристик ядерных реакторов.
Для расчетного моделирования выбраны полномасштабные начальные загрузки реакторов РБМК-1000 4-го блока Чернобыльской АЭС и 3-го блока Смоленской АЭС и реактора РБМК-1500 1-го блока Игналинской АЭС. Составы полномасштабных загрузок этих реакторов достаточно близки (табл.1) и их подробное описание приведено в отчетах по проведению экспериментов /1-3/.
Таблица 1
Состав начальных загрузок реакторов РБМК
Блок | ЧАЭС-4 | САЭС-3 | ИАЭС-1 |
ТК, шт. | 1386 | 1381 | 1414 |
ДП, шт. | 234 | 234 | 218 |
СВ, шт. | 41 | 46 | 29 |
Характерными свойствами начальных загрузок являются наличие свежего (невыгоревшего и неотравленного) топлива и холодное состояние активной зоны. В критических состояниях отсутствует влияние на реактивность обратных связей по теплогидравлическим параметрам и неопределенность, связанная с энерговыработкой топлива и нуклидным составом облученного топлива. Это увеличивает точность исходных данных и упрощает задачу расчетного моделирования критических экспериментов на начальных загрузках.
Расчетное моделирование проведено с использованием расчетных кодов MCNP4A /4/ и MCU-RFFI/A /5/.
Для проведения полномасштабных расчетов РБМК по прецизионным кодам MCNP4A и MCU-RFFI/A создана трехмерная модель реактора (56х56 квадратных ячеек в плане), включающая каналы с ТВС, каналы дополнительных поглотителей (ДП), регулирующих стержней системы СУЗ, незагруженные технологические каналы, боковой отражатель с каналами охлаждения, а также нижний и верхний торцевые отражатели. Данная модель учитывает практически все конструктивные детали реактора и позволяет проводить полномасштабные реперные расчеты различных блоков РБМК как в холодном, так и в рабочем состояниях.
Выход в критические состояния на каждом блоке производился при различном заполнении контура охлаждения топливных каналов (КМПЦ) и контура охлаждения каналов СУЗ (КОСУЗ).
Всего было рассмотрено 19 критических состояний, и в каждом состоянии была рассчитана подкритичность при сбросе стержней ручного регулирования и совокупности стержней ручного регулирования и аварийной защиты.
Для всех рассмотренных критических состояний получено хорошее совпадение расчета и эксперимента. Максимальная погрешность расчета критичности составляет 0,6%. Согласие между расчетом и экспериментом можно считать удовлетворительным. Полученные результаты показали, что применение прецизионных кодов MCNP4А и MCU-RFFI/A для расчета полномасштабных начальных загрузок реакторов РБМК обеспечивает необходимую точность расчетов критичности для критических состояний при любом сочетании заполнения и обезвоживания контуров КМПЦ и КОСУЗ. Таким образом, все прецизионные коды обеспечивают надежное моделирование полномасштабных пусковых загрузок реакторов РБМК.
Список литературы.
1. Физический пуск реактора РБМК-1000 3-го энергоблока Смоленской АЭС. Отчет НИКИЭТ, инв.№ 000-001-3382, 1990 г.
2. Физический пуск реактора РБМК-1000 4-го энергоблока Чернобыльской АЭС
3. Физический пуск реактора РБМК-1500 первого блока Игналинской АЭС. Отчет НИКИЭТ, инв.-1895, 1984 г.
4. MCNP - A General Monte-Carlo N-Particle Transport Code. Version 4A. LA-12625-M, 1993.
5. , , и др. Верификация и проверка качества программы MCU-RFFI/A применительно к расчетам критичности размножающих нейтроны систем. Отчет ИЯР РНЦ-КИ №36/1-133-96, Москва, 1996
