Создание математического обеспечения для решения уравнения переноса излучения в ядерных приложениях на основе российской национальной библиотеки ядерных данных.

В соответствии с календарным планом на первом этапе государственного контракта № 02.516.11.6113 проведена разработка расчетных методов и программных кодов нового поколения для решения уравнения переноса излучения на основе современной российской национальной библиотеки ядерных данных (I – ая группа методов и кодов), а именно:
• Проведен аналитический обзор современных программных методов и кодов, используемых в различных ядерных приложениях в РНЦ «Курчатовский институт».
• Разработаны программные коды и их библиотеки, использующие метод Монте-Карло для решения уравнения переноса излучения (программы MCU, UNK-MC и ISTAR) с использованием российской национальной библиотеки ядерных данных.
• Разработаны программные коды и их библиотеки, использующие прямые детерминистические методы (метод характеристик, SN метод, метод вероятности первых столкновений) для решения уравнения переноса излучения (программы UNK, KASKAD-S, KATRIN, WIMS) с использованием российской национальной библиотеки ядерных данных.
• Разработанные программные коды и их библиотеки, использующие PSN метод и нодальный диффузионный метод (программы CONSUL и JAR) для решения уравнения переноса излучения (программы UNK, KASKAD-S, KATRIN, WIMS) с использованием российской национальной библиотеки ядерных данных.
• Проведена техническая верификация отдельных нуклидов из библиотеки РОСФОНД.
Разработанные программные коды и их библиотеки покрывают весь спектр задач для решения уравнения переноса излучения в ядерно-опасных объектах.
На следующих этапах работы будет проведена детальная верификация разработанных программных кодов и их библиотек на основе российской национальной библиотеки ядерных данных на экспериментальных и расчетных бенчмарках и продемонстрированы их преимущества над старыми версиями программных кодов и библиотек. Результаты работы позволят рекомендовать разработанные программные коды для исследовательских и массовых проектных расчетов ядерно-опасных объектов, а их использование позволит повысить безопасность проектируемых ядерно-опасных объектов

Проведена разработка расчетных методов и программных кодов нового поколения для решения уравнения переноса излучения на основе современной российской национальной библиотеки ядерных данных (II – ая группа методов и кодов), а именно:
• Разработаны программные коды и библиотеки, использующих метод поверхностных гармоник для решения уравнения переноса нейтронов с использованием российской национальной библиотеки ядерных данных (программы SVS и SUHAM).
• Разработана на базе программной оболочки SHIPRW российская вычислительная платформа для организации расчетов в ядерных приложениях с использованием современных вычислительных методов и кодов и на основе современных библиотек ядерных данных, включая российскую национальную библиотеку ядерных данных ABBN-RF.
• Проведена техническая верификация отдельных нуклидов из библиотеки РОСФОНД.
Разработанные программные коды и их библиотеки дополняют программные коды, разработанные на первом этапе контракта.

В соответствии с календарным планом на третьем этапе государственного контракта № 02.516.11.6113 для каждой программы были приготовлены библиотеки, основанные на российских файлах оцененных нейтронных данных РОСФОНД, проведена верификация программных кодов и вычислительной платформы с использованием российской национальной библиотеки ядерных данных на экспериментальных и расчетных бенчмарках, а именно:

? Верификация программных кодов нового поколения, использующих метод Монте-Карло.
? Верификация программных кодов нового поколения, использующих прямые детерминистические методы.
? Верификация усовершенствованных программ CONSUL и JAR.
? Верификация усовершенствованных программ, использующих метод поверхностных гармоник.
? Верификация созданной российской вычислительной платформы.
? Проведен предварительный анализ верификационных расчетов по программным кодам нового поколения с использованием российской библиотеки РОСФОНД, который показал, что точность расчета с использованием российской библиотеки РОСФОНД не уступает точности расчета с использованием современных зарубежных библиотек. В то же время, были выявлены некоторые недостатки библиотеки РОСФОНД, которые будут подробно описаны в финальном отчете.
? Для всех программных кодов приведены инструкции для пользователей (Приложения А - К).
? Приведено описание существующих упрощенных версий программ и использование как упрощенных, так и полных версий программ в учебном процессе (Приложение Л).


Детальный анализ проведенной верификации, а также всей выполненной работы будет приведен в финальном расчете.

Разработанные верифицированные коды вместе с новыми библиотеками будут использованы в проектных и исследовательских расчетах существующих и перспективных ядерных реакторов.
Использование разработанных верифицированных кодов вместе с новыми библиотеками, построенными на основе файлов РОСФОНД, позволит повысить точность расчетов, точность предсказания поведения ядерных объектов в разных ситуациях и, следовательно, их безопасность.

В финальном отчете также будут даны рекомендации по использованию разработанных кодов и их дальнейшему развитию.

Разработано математическое обеспечение для решения уравнения пе-реноса излучения в ядерных приложениях на основе российской националь-ной библиотеки оцененных нейтронных данных РОСФОНД. Это математи-ческое обеспечение включает в себя девять программных комплексов вместе с их библиотеками и первую российскую вычислительную платформу.
Разработанные программные комплексы покрывают практически весь спектр используемых в мире методов и программ для решения уравнения пе-реноса излучения.
Показано, что разработанные программные комплексы вместе со свои-ми стандартными библиотеками по точности расчета, по крайней, мере, не уступают мировым аналогам.
Переданный в РНЦ “Курчатовский институт” вариант библиотеки РОСФОНД рекомендуется для дальнейшего использования, развития, попол-нения и анализа.
Разработанные программные комплексы вместе со своими стандарт-ными библиотеками могут быть рекомендованы для использования в иссле-довательских и проектных расчетах ядерно-опасных объектов (реакторов ти-па ВВЭР, ВТГР, PWR, БН, перспективных реакторов 4-го поколения и др.), радиационной защиты, а также в учебном процессе – для обучения студен-тов, дипломников и молодых специалистов.