Теплогідравлічні перевірочні розрахунки для підтримки ліцензування ядерної підкритичної установки «Джерело нейтронів»

О. В. Кухоцький¹, А. В. Носовський²

¹ДП «Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки»,
вул. Василя Стуса, 35-37, Київ, 03142, Україна
²Інститут проблем безпеки АЕС НАН України,
вул. Лисогірська, 12, Київ, 03028, Україна

DOI: doi.org/10.31717/2311-8253.20.1.4

Анотація

Дослідницька ядерна установка «Джерело нейтронів, яка базується на підкритичній збірці, що керується лінійним прискорювачем електронів» (ЯПУ «Джерело нейтронів») наразі перебуває на стадії введення в експлуатацію в Національному науковому центрі «Харківський фізико-технічний інститут» (ННЦ ХФТІ) як міжнародний проект ННЦ ХФТІ і Аргонської національної лабораторії (ANL), США. Відповідно до Міжнародної класифікації Міжнародного агентства з атомної енергії (МАРАТЕ) такі установки належать до Accelerator Driven Systems — систем, що керуються прискорювачем. Державний науково-технічний центр з ядерної та радіаційної безпеки здійснює наукову та технічну підтримку українського регулюючого органу (Державна інспекція ядерного регулювання України) при ліцензуванні ЯПУ «Джерело нейтронів». Здійснення діяльності з ліцензування нової ядерної установки неможливо без використання різного роду аналітичних інструментів для виконання перевірочних розрахунків аналізу безпеки установки в цілому і її ключових елементів. Тому при ліцензуванні «Джерела нейтронів» були розроблені незалежні теплогідравлічні моделі основних елементів ядерної установки та проведені перевірочні розрахунки та дослідження безпеки з використанням неідентичних аналітичних інструментів. Перевірочні теплогідравлічні дослідження орієнтовані на перевірку неперевищення критеріїв безпеки «Джерела нейтронів». У статті розглянуто аспекти, пов’язані з розробкою незалежних тепло-гідравлічних моделей ключових елементів установки — нейтрон-утворюючої мішені та паливної збірки. Розробка незалежних теплогідравлічних моделей виконувалась з використанням коду розрахункової гідродинаміки (CFD) ANSYS CFX. Описано процес розробки моделей нейтрон-утворюючої мішені та паливної збірки, представлено результати тестових розрахунків для стаціонарного стану, а також виконано аналіз перехідного процесу — аварійного сценарію з течею теплоносія бака підкритичної збірки (LOCA).

Ключові слова: теплогідравлічний, дослідження безпеки, ліцензійний процес, джерело нейтронів, прискорювач.

Список використаної літератури

1. General Safety Provisions for Nuclear Subcritical Assembly: NP 306.2.183-2012. SNRIU, 2 012. (in Ukr.)

2. Gashev M. Kh., Grigorash O. V., Dolotov A. V., Nosovskyi A. V., Dybach O. M., Berezhnoi A. I., Kukhotskyi O. V. (2013). [Licensing of the Neutron Source Based on the Subcritical Assembly Driven by a Linear Electron Accelerator]. Yaderna ta Radyiatsyijna Bezpeka [Nuclear and radiation safety], no. 4, pp. 3-9. (in Russ.)

3. Nuclear Subcritical Facility “Neutron Source Based on the Subcritical Assembly Driven by a Linear Electron Accelerator”. PSAR — KIPT, 2012. (in Russ.)

4. Kukhotsky O. V., Nosovskyi A. V., Dybach O. M. (2017). Development of thermohydraulic models of core elements of “Neutron source”. Problems of Atomic Science and Technology, no. 2, pp. 131-137.

5. The Overview of the Existing Models Applied for Neutron Source Verification Calculations. Report TB3-A3 INSC Project U3.01/12 (UK/TS/49). SSTC NRS, 2016.

Повна саття (PDF)