Верификация программного средства SERPENT для оценки ядерной безопасности объектов использования атомной энергии

Аникин А.Ю., Курындин А.В., Синегрибов С.В., Строганов А.А. (ФБУ «НТЦ ЯРБ»).

По материалам девятой международной научно-технической конференции «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР», прошедшей в АО ОКБ «ГИДРОПРЕСС» 19-22 мая 2015 года.

Обеспечение ядерной безопасности является одним из основных аспектов обеспечения безопасности при эксплуатации объектов использования атомной энергии, в частности при обращении с ядерным топливом. При этом критерием ядерной безопасности является непревышение эффективным коэффициентом размножения нейтронов (К_эфф) системы, содержащей ядерные делящиеся материалы (ЯДМ), определенного допустимого значения, установленного в федеральных нормах и правилах. Несмотря на то, что существует множество различных методов расчета К_эфф, наиболее распространенным в настоящее время является метод Монте-Карло, позволяющий с высокой точностью определять значение К_эфф сколь угодно сложных систем.

В ФБУ «НТЦ ЯРБ» для анализа ядерной безопасности используется современное программное средство (ПС) SERPENT, реализующее метод Монте-Карло. ПС SERPENT позволяет задать геометрию и материальный состав практически любой двух- или трехмерной конфигурации системы с ЯДМ.

В настоящем докладе представлены результаты работы по верификации программного средства SERPENT для расчета К_эфф различных систем, содержащих ядерные делящиеся материалы. Проведено сравнение результатов расчетов К_эфф с использованием ПС SERPENT с экспериментально измеренными значениями или результатами расчетов по общепризнанным прецизионным (реперным) программам. Верификационные расчеты К_эфф с использованием ПС SERPENT проводились для различных систем, содержащих ядерные делящиеся материалы, включая уран-водные системы с ядерным топливом реакторов типа ВВЭР, уран-водо-графитовые и уран-водные системы с ядерным топливом реакторов типа РБМК, а также ряд систем, содержащих растворы урана и плутония. Результаты выполненных расчетов показывают, что полученные с использованием ПС SERPENT значения К_эфф различных критических и подкритических систем хорошо согласуются с экспериментально измеренными значениями, а также значениями, полученными с использованием таких широкораспространенных ПС, как MCNP, MCU и SCALE.

Статья целиком доступна для скачивания в формате PDF.