EDN: DOLPLS
Авторы
Варфоломеева В.А., Иванов И.Е., Андрианова О.Н., Бычков С.А., Грушин Н.А.
Организация
Акционерное общество «Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций», Москва, Россия
Варфоломеева В.А. – инженер 1 категории. Контакты: 109507, Москва, ул. Ферганская, д. 25. Тел.: (499) 796-91-26; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Иванов И.Е. – ведущий научный сотрудник, кандидат физико-математических наук.
Андрианова О.Н. – главный эксперт, кандидат технических наук.
Бычков С.А. – главный эксперт.
Грушин Н.А. – ведущий инженер.
Аннотация
Разрабатываемая в рамках НИОКР в АО «ВНИИАЭС» инженерная программа повышенной точности MNT-CUDA основана на многогрупповом методе Монте-Карло. Использование технологии параллельных вычислений на графических процессорах при проведении расчетов по MNT-CUDA позволяет значительно снизить расчётное время по сравнению с прецизионными программами, также использующими метод Монте-Карло. Повышенная для инженерных программ точность результатов реакторных расчетов кроме метода решения уравнения переноса нейтронов обеспечивается за счет детального описания геометрии систем и характеристик нейтронных взаимодействий. Подготовка нейтронных констант для программы MNT-CUDA может осуществляться несколькими способами: с использованием результатов расчетов и выходных файлов прецизионной программы MCU в 65-групповом представлении или с использованием файлов в формате ACE в 299-групповом представлении, сформированных программой CONSYST-RF на основе библиотеки БНАБ-РФ. В последнем случае для расчёта необходимо задание предварительно рассчитанной концентрации дельта-рассеивателя для корректного учёта гетерогенных эффектов, которое определяется с помощью специально разработанной методики, краткое описание которой приведено в статье. Для апробации программы MNT-CUDA были рассмотрены различные периодические решётки: ячейки водо-водяных реакторов типа ВВЭР и ячейки различных конфигураций активных зон, собранных на быстрых физических стендах (БФС). Приводится анализ отклонений групповых расчётов с нейтронными сечениями, полученными разными способами, от прецизионных расчетов и экспериментальных данных.
Ключевые слова
программа MNT-CUDA, GPU, метод Монте-Карло, программа CONSYST-RF, программа MCU, резонансная самоэкранировка, сечение разбавления, учёт гетерогенных эффектов, нейтронные сечения, инженерные расчеты
Полная версия статьи (PDF)
Список литературы
- Франк-Каменецкий А.Д. Моделирование траекторий нейтронов при расчёте реакторов методом Монте-Карло. М.: Атомиздат, 1978. 96 с.
- MNT-CUDA (версия 2.0). Аттестационный паспорт программы для электронных вычислительных машин № 524 от 13.11.2021.
- Иванов И.Е., Бычков С.А., Грушин Н.А., Варфоломеева В.А., Дружинин В.Е. Инновационный комплекс программ расчетов нейтронно-физических характеристик реакторов РБМК-1000 групповым методом Монте-Карло на графических процессорах. Атомная энергия, 2023, т. 135, вып. 5–6, с. 223–228.
- Варфоломеева В.А., Грушин Н.А., Иванов И.Е., Бычков С.А. Верификационные исследования программы MNT-CUDA на водо-водяных и быстрых системах. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика ядерных реакторов, 2022, № 5, с. 75–84. Доступно на: http://nrcki.ru/files/VANT-5-2022_obl2.pdf (дата обращения 04.01.2025).
- Проект MCU. Доступно на: mcuproject.ru (дата обращения 04.01.2025).
- CONSYST-RF. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2016612865. 2016.
- БНАБ-РФ. Свидетельство о государственной регистрации базы данных. № 2016620461. 2016.
- Андрианова О.Н., Головко Ю.Е., Рожихин Е.В., Якунин А.А. Верификация библиотеки констант БНАБ-РФ на модельных задачах и специально отобранных бенчмарк-экспериментах. Ядерная физика и инжиниринг. Безопасность ядерных реакторов, 2012, т. 3, № 2, с. 120–126.
- Иванов И.Е., Бычков С.А., Андрианова О.Н., Грушин Н.А., Варфоломеева В.А., Дружинин В.Е., Лысов Д.А., Шмонин Ю.В., Плеханов Р.В. Методика учета гетерогенных эффектов при подготовке многогрупповых констант для расчетов реакторов по программе MNT-CUDA. Деп. в
ВИНИТИ 11.11.2024, № 40-В2024.
- Доллежаль Н.А., Емельянов И.Я. Канальный ядерный энергетический реактор. М.: Атомиздат, 1980. 208 с.
- Pavlovichev A.M. et al. Core Benchmarks Description. General Order Report 85B-99398V: RRC “Kurchatov Institute”. Moscow, 2000.
- K-infinity Experiments for 238U in Fast Neutron Spectra: Measurements with Enriched Uranium or Plutonium Mixed with Depleted Uranium (BFS-35, BFS-33, BFS-38, BFS-31, and BFS-42 assemblies). NEA/NSC/DOC(95)03/VI. VI, MIX-MISC-FAST-001.
- MCNP – A General Monte Carlo N-Particle Transport Code, Version 5, Volume I: Overview and Theory, LA-UR-03-1987. Los Alamos, US, 2008. 416 p.
- The Programmers Solid 3D CAD Modeller. Доступно на: https://openscad.org/ (дата обращения 13.08.2024).
- РОСФОНД – РОСсийская библиотека Файлов Оцененных Нейтронных Данных. Доступно на: https://www.ippe.ru/reactors/reactor-constants-datacenter/rosfond-neutron-database (дата обращения 04.01.2025).
УДК 621.039.553
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2025, № 2, c. 42–52
