Программа MCU-REA

Абагян Л.П., Алексеев Н.И., Брызгалов В.И., Глушков А.Е., Гомин Е.А., Гуревич М.И., Калугин М.А., Майоров Л.В., Марин С.В., Юдкевич М.С.

Аттестационный паспорт программного средства N115.

Программа MCU-REA предназначена для расчета нейтронно-физических характеристик (НФХ) реакторов типа ВВЭР. Уравнение переноса нейтронов решается методом Монте-Карло на основе оцененных ядерных данных для систем с трехмерной геометрией.

Возможность проводить расчет НФХ с учетом изменения изотопного состава материалов реактора - важнейшее отличие программы MCU-REA от всех предыдущих программ семейства MCU.

Основные области применения программы MCU-REA:

  • оценка ядерной безопасности;
  • верификация нейтронных констант;
  • оценка различных “тонких” эффектов;
  • верификация инженерных программ расчета нейтронно-физических характеристик промышленных реакторов.

Программа позволяет учитывать эффекты непрерывного изменения энергии при столкновениях, а также как непрерывную, так и ступенчатую зависимость сечений от энергии. Расчеты могут проводиться с использованием спектра деления мгновенных и запаздывающих нейтронов. В области неразрешенных резонансов сечения вычисляются по подгрупповым параметрам или с использованием f-факторов Бондаренко. В области разрешенных резонансов допускается как подгрупповое, так и поточечное описание сечений. Сечения наиболее важных нуклидов описываются “бесконечным” числом точек, так как при моделировании в каждой энергетической точке они вычисляются по резонансным параметрам. Такая схема позволяет проводить расчеты непосредственно с использованием данных по резонансным параметрам без предварительной подготовки таблиц сечений и оценивать температурные эффекты через аналитические зависимости сечений от температуры. Моделирование столкновений в области термализации проводится по выбору пользователя либо в многогрупповом приближении, либо по модели непрерывного изменения энергии с учетом корреляций между изменением энергии и угла при рассеянии. В обоих случаях учитываются химические связи, тепловое движение ядер и когерентные эффекты для упругого рассеяния.

Программа MCU-REA позволяет рассчитывать трехмерные системы практически любой сложности. Методом комбинаторной геометрии системы описываются как булевские комбинации набора простых тел. В распоряжении пользователя имеются 13 типов тел (цилиндры, конус, шар, параллелепипеды и т.д.). Описание геометрии и граничных условий облегчается возможностью использования симметрии системы и заданием решеток, получаемых размножением некоторых исходных элементов. В решетки могут включаться неоднородности как аппликации. Каждой геометрической зоне пользователь приписывает ряд атрибутов: номер материала, номер регистрационной зоны, номер регистрационного объекта и пр. Для решеток эти атрибуты могут генерироваться автоматически с использованием минимальной информации, задаваемой пользователем.

Важным усовершенствованием геометрических возможностей явилось включение в геометрические модули метода выровненных сечений, что практически позволяет снять какие-либо ограничения на геометрию рассматриваемой системы.

Вычисляются следующие величины: коэффициент размножения нейтронов (по числу столкновений, по числу поглощений, комбинированные оценки); плотность потока нейтронов; скорости ядерных реакций для отдельных нуклидов и их смесей в заданных пространственно-энергетических интервалах; набор малогрупповых констант для регистрационных объектов, включая коэффициенты диффузии на основе различных определений; спектральные индексы; эффективную долю запаздывающих нейтронов; в некоторых случаях - токи и потоки на поверхностях ячеек.