Автореферат (1149683)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Санкт-Петербургский государственный университетНа правах рукописиГОЛОВКИНА Анна ГеннадьевнаМатематическое моделирование физическихпроцессов в активной зоне подкритическогореактора, управляемого ускорителем05.13.18 – Математическое моделирование, численные методы икомплексы программАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукСанкт-Петербург – 2016Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетномобразовательном учреждении высшего образования«Санкт-Петербургский государственный университет»Научныйруководитель:доктор физико-математических наук, профессор,Овсянников Дмитрий Александровичзаведующий кафедрой теории систем управления элек­трофизической аппаратурой ФГБОУ ВО «Санкт-Петер­бургский государственный университет»Официальныеоппоненты:доктор физико-математических наук, доцент,Есеев Марат Каналбековичпрофессор кафедры теоретической физики, ФГАОУ ВО«Северный (Арктический) федеральный университетимени М.В.

Ломоносова», г. Архангельсккандидат технических наук, старший научный сотруд­ник, Юдин Иван Павловичведущий научный сотрудник, лаборатория физики высо­ких энергий, Объединенный институт ядерных исследо­ваний, г. Дубна, Московская обл.Ведущаяорганизация:Акционерное общество«НИИЭФА им. Д.В.

Ефремова», г. Санкт-Петербург»2016 г. вчасов на заседании дис­Защита состоится «сертационного совета Д 212.232.50 по защите диссертаций на соискание уче­ной степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук приСанкт-Петербургском государственном университете, по адресу: 198504,г. Санкт-Петербург, Петродворец, Университетский пр., д. 35, ауд. 327.Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах просьба присылать по адресу:198504, г. Санкт-Петербург, Петродворец, Университетский пр., д. 35, учено­му секретарю диссертационного совета Д 212.232.50 Г.И.

Курбатовой.С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. М. Горько­го Санкт-Петербургского государственного университета по адресу: 199034,Санкт-Петербург, Университетская наб., д. 7/9. Автореферат и диссертацияразмещены на сайте www.spbu.ru.Автореферат разослан «»Ученый секретарь диссертационного совета,доктор физ.-мат.

наук, профессор2016 г.Г.И. Курбатова3Общая характеристика работыАктуальность темы исследования. Диссертационное исследованиепосвящено вопросам математического моделирования физических процессовв подкритическом бланкете электроядерной установки. Электроядерная уста­новка (ЭЛЯУ) состоит из ускорителя заряженных частиц, подкритическогореактора (активная зона которого в литературе часто называется бланке­том) и нейтроногенерирующей мишени.

В настоящее время рассматриваетсявозможность использования установок данного типа для решения основныхпроблем ядерной энергетики: трансмутации долгоживущих радиоактивныхотходов, производства энергии, новых делящихся веществ и радионуклидовс высокой удельной активностью. Идеи создания ЭЛЯУ высказывались раз­личными учеными еще в начале 50-х годов прошлого века, однако тогда поэкономическим соображениям проект не получил достаточного развития.

Кначалу 1990-х годов в связи с обострением проблем традиционной ядернойэнергетики возникла новая волна интереса к ЭЛЯУ, связанная с именамиЧ. Боумана, К. Фурукава и нобелевского лауреата К. Руббиа. В настоящеевремя выполняется большое количество расчетных и экспериментальных ра­бот, строятся демонстрационные стенды. Среди наиболее крупных между­народных проектов следует отметить MYRRHA (Бельгия), TEF (Япония) иC-ADS(Китай). В России исследования в данном направлении ведутся в ВНИ­ИЭФ (г. Саров), ИТЭФ (г. Москва), ИФВЭ (г.

Протвино), Крыловском ГНЦ(г. Санкт-Петербург), НИИЭФА им. Д.В. Ефремова (г. Санкт-Петербург),ОИЯИ (г. Дубна), ФЭИ (г. Обнинск) и др.Проектированию ЭЛЯУ предшествует этап создания математических икомпьютерных моделей составляющих ее элементов (ускоритель, мишень, ре­актор). Объектом исследования диссертационной работы является подкрити­ческий реактор, управляемый внешним источником нейтронов.

Существую­щие на сегодняшний день методики расчета подкритических реакторов осно­ваны на модификации методов, разработанных ранее применительно к тради­ционным критическим реакторам. Однако подкритичность, специфика топ­ливного состава активной зоны, наличие мощного пространственно-распреде­ленного внешнего источника нейтронов определяют особенности физическихсвойств и методов математического моделирования устройств данного типа.В связи с этим разработка математических моделей физических процессовв подкритическом реакторе, управляемом ускорителем заряженных частицявляется актуальной.Целью диссертационной работы является создание математическихмоделей нейтронно-физических и тепловых процессов в подкритической ак­тивной зоне с внешним источником нейтронов, а также их реализация в видекомплекса расчетных программ. Для достижения поставленной цели былирешены следующие задачи:1) разработана диффузионная многогрупповая математическая модель для42)3)4)5)6)7)8)описания стационарного распределения нейтронов в однородных и сек­ционированных подкритических бланкетах с внешним источником ней­тронов;определены функционалы, характеризующие размножение нейтронов иусиление внешнего источника в подкритическом бланкете;определены функционалы, характеризующие нейтронную связь междусекциями каскадного бланкета;определено усиление внешнего источника в подкритическом бланкете сучетом ограничений по энерговыделению;определены функционалы, характеризующие переходные процессы (ки­нетику) в подкритическом реакторе с внешним источником нейтронов;разработана многоточечная математическая модель кинетики подкри­тического бланкета с неоднородным топливным составом;разработана модель динамики подкритического реактора, управляемо­го ускорителем, с учетом тепловых обратных связей;создан программный комплекс для численного моделирования физиче­ских процессов в подкритическом бланкете ЭЛЯУ на основе разрабо­танных математических моделей.Методы исследования.

Методы математического и компьютерногомоделирования, вычислительной математики, дифференциальных уравнений,физики ядерных реакторов.Научная новизна. Предложена новая математическая модель много­точечной кинетики подкритического реактора с внешним пространственно­распределенным источником нейтронов. На ее основе построена модель ди­намики подкритического реактора, управляемого ускорителем заряженныхчастиц, учитывающая тепловые процессы в активной зоне ЭЛЯУ.

Созданкомплекс программ для численного моделирования физических процессов вподкритическом реакторе, позволивший рассчитать динамику каскадных ак­тивных зон с внешним периодическим источником нейтронов. Все выносимыена защиту положения, представленные на странице 15, являются новыми.Теоретическая и практическая значимость. Теоретическая значи­мость работы заключается в создании:1) новых математических моделей физических процессов в активнойзоне подкритического реактора, управляемого ускорителем;2) новых упрощенных математических моделей, позволяющих адекват­но моделировать физические процессы в активной зоне подкритического ре­актора, управляемого ускорителем, но при этом не требующих чрезмерныхвычислительных ресурсов.К практической значимости работы следует отнести возможность приме­нения разработанных математических моделей для оптимизации физическиххарактеристик бланкета и законов управления ЭЛЯУ.

Созданный программ­ный комплекс может быть использован для расчета характеристик и модели­5рования динамических процессов подкритического реактора, управляемогоускорителем.Степень достоверности и апробация результатов. Основные ре­зультаты диссертации докладывались и обсуждались на 11-ой международ­ной конференции по вычислительной физике ICAP’12 (г. Росток, Германия),23-ей всероссийской конференции по ускорителям заряженных частицRuPac’12 (г. Санкт-Петербург, Россия), 10-ой Курчатовской молодежной на­учной школе 2012 г. (г. Москва, Россия), 4-ой Всероссийской школе для мо­лодежи «Прикладные математика и физика: от фундаментальных исследо­ваний к инновациям» 2013 г.

(Москва, Россия), 11-ом международном сове­щании по применению ускорителей в ядерной физике AccApp’13 (г. Брюгге,Бельгия), 11-ой Курчатовской молодежной научной школе 2013 г. (Москва,Россия), семинаре Технологического института Карлсруэ по электроядернымустановкам 2013 г. (г. Карлсруэ, Германия), XII всероссийском совещании попроблемам управления ВСПУ’14 (Москва, Россия), 5-ой международной кон­ференции по ускорителям заряженных частиц IPAC’14 (г. Дрезден, Герма­ния), 20-ом международном семинаре по динамике пучков заряженных ча­стиц и оптимизации BDO’14 (г. Санкт-Петербург, Россия), 24-ой всероссий­ской конференции по ускорителям заряженных частиц RuPac’14 (г. Обнинск,Россия), 43-ой, 44-ой и 46-ой международной научной конференции аспиран­тов и студентов «Процессы управления и устойчивость» CPS’12, CPS’13,CPS’15 (г.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации