Введение к работе
.' . Актуальность проблемы: - ' . .
Актуальность проблемы, разрабатываемой в диссертации, определяется необходимостью безопасного развития ядерной энергетики, которое может, быть, в частности, обеспечено.выполнением гарантий,по Договору о нераспространении ядерного оружия. Основным" институтом,контролирующим выполнение Договора о нераспространении ядерного орудия, является Международное Агенство по Атомной Энергии С МАГАТЭ). Инспекционная деятельность МАГАТЭ, связанная с контролем выполнения гарантий, определяет специфические требования к методам неразру-шз!ощ.?го контроля: получение информации о характеристиках облученного ядерного топлива без привлечения данных оператора реактора об истории облучения,, времени выдержки, начальном составе ядерного топлива;. использование относительных измерений, позволяющих но производить калибровку аппаратуры, для увеличения экспрессное, применяемых методов. Существующие методы определения таких характеристик облученного ядерного топлива как выгорание, содержание делящихся ядер, начальное обогащение требуют привлечения информации о режиме облучения и времени выдержки. Поэтому большое значение приобретает задача создания расчетного метода для комплексного-анализа характеристик облученного ядерного топлива на основе относительных, гамма-спектрометрических измерений концентраций продуктов деления без привлечения информации о режиме облучения и времени выдержки. , ,
Цель работы:
Целью диссертационной работы является разработка расчетного метода обработки данных. . гамма-спектрометрических измерений концентраций продуктов деления для оценки характеристик облученного ядерного топлива без,привлечения информа-
. ции о режиме облучения' и времени выдержки и исследовании
возможности его применения для облученного топлива реакто
ров. В" соответствии с плавной целью ставятся и решаются сле
дующие задачи: . , ':-.
- . - исследование свойств метода при'. оцр.чке относительного
-содержания изотопов U и Pu.v начального .обогащения, времени выдержки,, средней величины'плотности'потока нейтронов,, в ко-
' - 4 - ' у _ ' тором облучалось топливо;
создание комплекса программ для расчета диапазонов. возможных значений рассматриваемых характеристик облученного' топлива;
апробация метода на основе результатов его применения ; к облученному топливу исследовательского реактора.
Научная новизна работы:
предложен метод оценки характеристик облученного топлива, использующий измеренные значения отношений концентраций продуктов деления в качестве входных данных и не требующий знания истории облучения ядерного топлива и величины времени выдержки; .
обоснованы основные свойства предлагаемого метода (качественный характер и структура решений экстремальных задач; условия на конец траектории в решении; минимальный набор отношений концентраций, необходимый для успешного применения метода; свойства монотонной зависимости минимальной величины,' средней плотности потока нейтронов от реальной ее величины и равенство, с точностью до аддитивной постоянной, минимального значения времени выдержки его реальному значению);
- продемонстрирована возможность оценки характеристик облученного топлива исследовательского реактора ИРТ-2000 по экспериментально полученным отношениям концентраций продук-тов'деления в нем без'привлечения информации о режиме его облучения и выдержки.
Практическая ценность работы:
- предложенный метод только на основе измеренных отноше
ний концентраций продуктов деления позволяет производить
комплексный анализ облученного ядерного топлива (определение
относительного содержания изотопов U и Ри, начального обога
щения, значения средней величины плотностипотока нейтронов
и времени выдержки) без привлечения информации о режиме его
облучения и времени выдержки в хранилище;
.-'. предложенный метод не является ориентированным на использование некоторого фиксированного набора отношений концентраций продуктов деления и, следовательно, ; ...всегда максимально полно использует экспериментальную информацию об отношениях концентраций продуктов деления;
- поскольку с ^математической точки зрения основой мето-
да являются решения экстремальных задач, то влияние каждого отношения концентраций продуктов деления со своей экспериментальной погрешностью не- может быть оценено до численного решения задачи и, следовательно, данные с различной погреш- ностью должны рассматриваться как равноправные;
- обнаруженные случаи появления в решении экстремальных
задач классического управления (задачи минимизации величины
флюенса, средней'величины плотности потока нейтронов, вели
чины времени выдержки) позволяют рассматривать соответствую
щие значения целевых функционалов как оценки их значений для
реального режима облучения;
указан набор M106Ru/137Cs,134Cs/137Cs,144Ce/137Cs> отношений концентраций продуктов деления, экспериментальные данные о которых определяют, в основном, расчетную погрешность оценки величины начального обогащения;
установленные свойства монотонной зависимости минимальной величины средней плотности потока нейтронов от реальной ее величины для режима:облучения и равенство, с точностью "до аддитивной постоянной, минимального значения времени выдержки его реальному значению облегчают осуществление контроля, мощности реактора и заявленного оператором режима облучения и выдержки рассматриваемого облученного ядерного топлива ,
Реализация результатов:
Результаты работы использованы в хоздоговорных НЙР.опро-водимых в МИФИ в рамках Российской программы научно-технической поддержки МАГАТЭ. Программная реализация метода (программа FEDR).h соответствующая техническая документация были переданы для использования в инспекционной деятельности МАГАТЭ. '
Апробация работы:
Материалы диссертации были представлены и докладывались на техническом 'совещании в МАГАТЭ по представлению инструментов и методов, разработанных в соответствии с программой поддержки СССР (Вена, 10-12 декабря 1990г.), на Всероссийском семинаре "Алгоритмы и программы для нейтронно-физических расчетов ядерных реакторов" (Обнинск, 27-29 октября 1992г.), на 4-ой научно-технической конференции Ядерного общества "ЯЭ -93. Ядерная энергия и безопасность человека" (Нижний Новгород, 28 июня - Z июля 1993г.), на ежегодной конференции Аме-
риканского Ядерного Общества (San. Diego,20-24 июня,1993г.).
Публикации:
По основным материалам диссертации опубликовано 3 статьи, выпущено 7 научных отчетов.
Структура и объем диссертации: .-".-.'
