Отзыв оппонента (Моделирование тяжелых аварий в обоснование безопасности быстрых реакторов с натриевым теплоносителем)

отзыв официального оппонента Кузнецова Юрия Николаевича на диссертацию Кащеева Михаила Васильевича «Моделирование тяжелых аварий в обоснование безопасности быстрых реакторов с натриевым теплоносителем», представленную на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.14.03 — Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации Актуальность темы диссертационной работы обусловлена необходимостью совершенствования методов анализа и обоснования безопасности быстрых реакторов с натриевым теплоносителем, в том числе обоснования требуемой повышенной безопасности реакторов нового поколения.

Дальнейшее развитие ядерной энергетики невозможно без обеспечения обоснованного высокого уровня безопасности. В этой связи важное значение имеет создание математических моделей для расчетного анализа запроектных аварий с тяжелыми повреждениями активной зоны в быстрых натриевых реакторах с целью прогнозирования последствий аварий. Структура диссертации включает введение, пять глав, заключение, список использованной литературы, насчитывающий 277 наименований работ отечественных и зарубежных авторов, и два приложения. Диссертация изложена на 304 страницах, содержит 59 рисунков, б таблиц.

Литературный обзор и анализ опубликованных данных позволил автору установить, что весьма важная задача удержания расплавленного топлива в корпусе быстрого реактора при тяжелой аварии ранее не ставилась. Автором диссертации была разработана оригинальная и весьма совершенная математическая модель для исследования возможности удержания расплава в корпусе быстрого натриевого реактора при тяжелой аварии. Для расчета параметров реактивностной аварии в быстром реакторе с натриевым теплоносителем, обусловленной разгоном реактора на мгновенных нейтронах, автором диссертации была создана программа АХРЕХ вЂ” единственная в России программа, в которой реализована двумерная математическая модель процессов разгона реактора на мгновенных нейтронах.

При ее создании удалось в основном преодолеть упрощающие допущения, принятые Г. Бете и Дж. Тайтом. Автором представлен впервые разработанный и реализованный в компьютерной программе БРУТ комплекс математических моделей для исследования возможности удержания расплавленного топлива в корпусе быстрого реактора при тяжелой аварии, дано описание результатов верификации кода БРУТ, выполнен расчетный анализ запроектных аварий в реакторах типа БН большой и малой мощности. Автором разработана оригинальная математическая модель процессов разгона реактора на мгновенных нейтронах, в которой движение материалов реактора описывается в двумерной геометрии, приведено описание результатов верификации кода АХРЕХ, а также результатов расчета стадии мгновенной критичности в активной зоне реактора БН-600.

В диссертации выполнено расчетное сопровождение экспериментов в обоснование безопасности реактора БН большой мощности, которое состоит в создании расчетной методики для моделирования явлений, протекающих на стенде «Плутон» при разрушении оболочек имитаторов твэлов; расчетной методики для исследования механизмов деградации оболочек твэлов ТВС быстрых реакторов в условиях аварии с прекращением расхода натрия через ТВС; методики для теплового и прочностного расчета термочувствительного элемента и определения времени до его разрушения, а также получении соответствующих результатов расчетов.

Представлены аналитические решения задач, полученные автором впервые и частично используемые для тестирования кодов БРУТ и АХРЕХ, Исходя из вышесказанного, можно утверждать, что полученные автором в диссертации результаты имеют необходимые признаки научной новизны, которая заключается: — в разработке на базе новых, прогрессивных методов математической модели для расчетного обоснования возможности удержания расплавленного топлива в корпусе быстрого реактора при тяжелой аварии; — в разработке инновационной математической модели и получении определяющих характеристик реактивностной аварии в быстром реакторе, обусловленной разгоном реактора на мгновенных нейтронах; — в получении аналитических решений ряда задач, важных для анализа безопасности натриевых реакторов; — в результатах расчетного сопровождения экспериментов по обоснованию безопасности реактора БН большой мощности; — в выявлении особенностей развития тяжелых аварий в реакторах типа БН различной мощности.

Теоретическая значимость работы состоит в разработке математических моделей и методик и получении аналитических решений задач, имеющих теоретическое значение. Практическая значимость работы определяется тем, что автором созданы н верифицированы программы, с помощью которых выполнен расчетный анализ запроектных аварий в быстрых натриевых реакторах.

Выполненная работа позволила внести существенный вклад в обоснование безопасности реакторов типа БН. Достоверность научных положений и выводов, сформулированных в диссертации, подтверждается результатами проверки корректности математических моделей, алгоритмов и программ автора путем сопоставления результатов расчетов по программам с экспериментальными данными и данными аналитических тестов, а также основывается на использовании при решении задач обоснованных расчетных методик.

Степень обоснованности математических моделей процессов, разработанных программ, научных положений, выводов и рекомендаций весьма высокая и подтверждается результатами проведенных расчетов. Материалы диссертации нашли отражение в 102 опубликованных работах, в том числе в 15 статьях в ведущих рецензируемых журналах, включенных в перечень ВАК. Основные результаты, положения, рекомендации и выводы диссертации прошли достаточную апробацию в докладах и трудах российских и международных конференций, в том числе ХУ Минского Международного форума по тепло- и массообмену, Минск ИТМО, 2016; У1 Международного конгресса по математическому моделированию.

Нижний Новгород, 2004; Шестой Российской национальной конференции по теплообмену.Москва, 2010, Замечании по диссертационной работе Представленные в диссертации математические модели включают описание весьма сложной совокупности различных по природе физических процессов, протекающих в малоизученных условиях тяжелых аварий в быстрых натри евых реакторах. По-моему мнению, в диссертации не нашли достаточного описания вопросы: ° обоснования выбора замыкающих соотношений для моделей; ° обоснования приемлемости и достаточности для верификации сопоставления с экспериментальными данными, полученными в существенно отличных от реальных условиях.

По-видимому, результаты расчетных анализов, в частности процессов прн тяжелых авариях, следует рассматривать как оценочные, что не снижает их значимости. Сделанные замечания не влияют на общее положительное впечатление о работе. Заключение по диссертации В целом диссертация Кащеева М.В. является завершенной научно- квалификационной работой, в которой решена научная проблема разработки математических моделей, алгоритмов и программ, получения и использования результатов расчетных исследований для обоснования безопасности быстрых реакторов с натриевым теплоносителем, которая имеет важное научное и практическое значение. Материал диссертации изложен достаточно четко, терминологически корректно, содержание автореферата полностью соответствует структуре и содержанию диссертации.

Тема и содержание диссертационной работы соответствуют паспорту научной специальности 05.14.03. Таким образом, диссертационная работа соответствует требованиям и. 9 Положения о присуждении ученых степеней, утвержденного постановлением Правительства РФ № 842 от 24 сентября 2013 г. (с изменениями и дополнениями), предъявляемым к докторским диссертациям, а ее автор Кащеев Михаил Васильевич заслуживает присуждения ученой степени доктора технических наук по специальности 05.14.03 — Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию н вывод из эксплуатации.

Официальный оппонент, главный научный сотрудник АО «НИКИЭТ», доктор технических наук, профессор Кузнецов Юрий Николаевич Тел.:8 (499) 264-47-74 АО «Ордена Ленина Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники имени Н.А. Доллежаля», почтовый адрес: 101000, г. Москва, а~я 788, тел. 8 (499) 263-73-37, е-та11: шЫе1®п11аеьги Подпись Кузнецова Ю.Н. заверяю Ученый секретарь АО НИКИЭТ .В.

Джалавян «В» .