О программе

Во ФГУП «НИТИ им. А.П. Александрова» ведутся работы по развитию комплекса программ САПФИР & RC, предназначенного для расчёта нейтронно-физических характеристик активных зон реакторных установок различных типов.
Основу комплекса программ составляют две расчётные программы САПФИР и RC.

Программа САПФИР (Система Алгоритмов и Программ для Физических Исследований Реакторов) позволяет проводить расчёты пространственно-энергетического распределения нейтронов методом вероятностей первых столкновений в реальной геометрии и обеспечивает подготовку малогрупповых эффективных диффузионных характеристик (констант) как для бесконечных решёток твэлов и тепловыделяющих сборок, так и для ячеек тепловыделяющих сборок с учётом окружающих фрагментов активной зоны или отражателя.

Программа RC (Reactor calculation) рассчитывает пространственно-энергетическое распределение нейтронов в малогрупповом диффузионном приближении в трёхмерной геометрии. Область применения – моделирование нейтронно-физических характеристик реакторных установок, критических сборок, хранилищ в целом. Реализованы возможности применения нодальных методов и обобщённых граничных условий для уточнения решения. Дополнительно к возможности решения стационарной задачи, разработан блок решения нестационарного диффузионного уравнения для плотности потока нейтронов. Моделирование проводится на основе регулярной треугольной или квадратной конечно-разностной сетки. При моделировании используется библиотека малогрупповых констант, подготовленная с использованием программы САПФИР.

В зависимости от специфики области применения комплекс программ САПФИР & RC может включать различные программы семейств САПФИР и RC.
В комплекс программ также включены сервисные программы: VISARH, OCK, RC_Model_Creator, SCG5W, KORVIS, CRC15.

САПФИР_ВВР95

Программа предназначена для расчета нейтронно-физических характеристик ячеек и полиячеек водо-водяных реакторов с тепловым или промежуточным спектром нейтронов в процессе выгорания. Программа предназначена для решения уравнения переноса нейтронов методом вероятности первого столкновения на основе оцененных ядерных данных и подготовки малогрупповых эффективных параметров. Программа позволяет рассчитывать: пространственно-энергетическое распределение нейтронов; коэффициент размножения нейтронов; скорости нейтронных реакций в топливе и в конструкционных материалах; изменение изотопного состава при выгорании материалов и СВП.

САПФИР_95

Программа предназначена для подготовки эффективных малогрупповых нейтронно-физических характеристик (констант) сборок, активных зон, хранилищ отработавшего ядерного топлива водо-водяных и уран-графитовых реакторов, а также для расчета следующих нейтронно-физических характеристик ячеек (полиячеек) ядерных реакторов в процессе выгорания: коэффициента размножения нейтронов (реактивность); скорости реакций в элементах тепловыделяющих сборок; потвэльного энерговыделения в тепловыделяющих сборках; изменения изотопного состава топлива; активности мишеней в облучательных устройствах; коэффициентов реактивности; эффективности («вес») поглощающих элементов.

САПФИР_95.1

Программа предназначена для расчета нейтронно-физических характеристик ячеек и полиячеек тепловых ядерных реакторов в процессе выгорания.
Программа предназначена для решения уравнения переноса нейтронов методом вероятности первого столкновения на основе оцененных ядерных данных и подготовки малогрупповых эффективных параметров.
Программа позволяет рассчитывать:

  • — пространственно-энергетическое распределение нейтронов в ячейке;
  • — коэффициент размножения нейтронов;
  • — скорости нейтронных реакций в топливе и в конструкционных материалах;
  • — изменение изотопного состава при выгорании.

Кроме того, программа формирует архив эффективных малогрупповых параметров для дальнейшего расчета реактора в целом.

САПФИР_РФ

Программа предназначена для расчета нейтронно-физических характеристик ячеек и полиячеек тепловых ядерных реакторов в процессе выгорания. Программа использует библиотеки, сформированные на основе детальных данных РОСФОНД. Программа решает уравнение переноса нейтронов методом вероятности первого столкновения на основе оцененных ядерных данных и подготавливает малогрупповые эффективные параметры. Программа позволяет рассчитывать: пространственно-энергетическое распределение нейтронов в ячейке; коэффициент размножения нейтронов; скорости нейтронных реакций в топливе и в конструкционных материалах; изменение нуклидного состава при выгорании. Кроме того, программа формирует архив эффективных малогрупповых характеристик ячеек для дальнейшего расчета реактора в целом.

САПФИР_ВВР95-RC

Программа предназначена для проектных и эксплуатационных расчетов нейтронно-физических характеристик водо-водяных реакторов транспортного назначения, критических сборок, хранилищ топлива. Программа обеспечивает: расчет параметров критичности, эффектов и коэффициентов реактивности, эффективности органов регулирования, распределения мощности в активной зоне, расчет потвэльного распределения энерговыделения в заданных сечениях тепловыделяющих сборок в реакторах и критсборках; расчетное моделирование процессов выгорания с учетом перегрузок топлива, переходных процессов на ксеноне-135. Подготовка малогрупповых параметров для ячеек реакторов, сборок и хранилищ осуществляется с помощью программы САПФИР_ВВР95.

САПФИР_95&RC_ВВЭР

Программа предназначена для расчета нейтронно-физических характеристик при проектировании и эксплуатации водо-водяных реакторов типа ВВЭР.
Уравнение баланса нейтронов решается на трехмерной гексагональной в плане конечноразностной сетке с 24 точками на кассету.
Программа на основе малогрупповых эффективных параметров рассчитывает:

  • пространственно-энергетическое распределения нейтронов по активной зоне реактора;
  • коэффициент размножения нейтронов (реактивность);
  • значения параметров критичности;
  • эффективность органов регулирования;
  • процессы выгорания с учетом перегрузок топлива;
  • энерговыделение, в том числе, и потвэльное.

Кроме того, программа может формировать двоичный архив результатов расчета для дальнейшего анализа.

САПФИР_95&RC_ВВЭР.2

Программа предназначена для расчетов нейтронно-физических характеристик реакторов и критических сборок в реакторах типа ВВЭР в режимах нормальной эксплуатации, нарушений условий нормальной эксплуатации, в режимах проектных аварий. Программа обеспечивает: расчет параметров критичности, эффектов и коэффициентов реактивности, эффективности органов регулирования, распределения мощности в активной зоне, потвэльного распределения энерговыделения в заданных сечениях тепловыделяющих сборок в реакторах и критических сборках: расчетное моделирование процессов выгорания с учетом выгорания и накопления 135Xe и 149Сm. Коэффициенты реактивности вычисляются с использованием теории возмущений. Потвэльное энерговыделение моделируется на основе суперпозиции микрораспределения энерговыделения в ячейке и макрохода потока нейтронов в реакторе в целом. В сравнении с предыдущей версией программы САПФИР_95&RC_ВВЭР (регистрационный № 2012610818) в программе используется модернизированный теплогидравлический блок для учета обратных связей по теплофизическим параметрам. Подготовка малогрупповых параметров для ячеек реактора осуществляется с помощью программы САПФИР_95.1.

САПФИР_95&RC_ВВЭР.З

Программа предназначена для расчетов нейтронно-физических характеристик активных зон и критических сборок реакторов типа ВВЭР в режимах нормальной эксплуатации, нарушений условий нормальной эксплуатации, в режимах проектных аварий. Программа обеспечивает: расчет параметров критичности, эффектов и коэффициентов реактивности, эффективности органов регулирования, распределения мощности в активной зоне, потвэльного распределения энерговыделения в заданных сечениях тепловыделяющих сборок в реакторах и критических сборках; расчетное моделирование процессов выгорания с учетом выгорания и накопления 135Хе и 149Sm. Коэффициенты реактивности вычисляются с использованием теории возмущений. Потвэльное энерговыделение моделируется на основе суперпозиции микрораспределения энерговыделения в ячейке и макрохода плотности потока нейтронов в реакторе в целом. Подготовка групповых параметров для ячеек реактора осуществляется с помощью программы САПФИР_95.1 (св. № 2012610817) или САПФИР_РФ (св. № 2015663185). Предыдущей версией программы является САПФИР_95&RC_ВВЭР.2 (св. № 2016610606). Внесенные изменения и дополнения: добавлена возможность увеличения числа групп при решении уравнения диффузии до шести и более, а также увеличения числа расчетных точек на кассету от 24 до 96. Данная возможность позволяет более корректно проводить расчетное моделирование энерговыделения в твэл и твэг для новых типов ТВС; обеспечена полная совместимость с программой САПФИР_РФ, использующей оцененные ядерные данные РОСФОНД.

САПФИР_95&RC_ХОЯТ

Программа обеспечивает: расчет размножающих свойств хранилища отработавшего ядерного топлива (ХОЯТ) или его частей при нормальных условиях и аварийных ситуациях; вычисление параметров импульсных экспериментов; моделирование импульсных экспериментов на основе решения нестационарного уравнения диффузии. Подготовка малогрупповых параметров для ячеек и фрагментов хранилища осуществляется с помощью программы САПФИР_95.

САПФИР_95&RC_РБМК

Программа разработана для расчетного сопровождения накопления кобальта и других изотопов в реакторах РБМК. Решаются, в частности, задачи расчета полей энерговыделения в процессе работы реактора (с учетом перегрузок, изменения режима работы), расчета и прогнозирования накопления кобальта в облучательных устройствах, загруженных в активную зону реакторов, оценки времени облучения кобальтовых ампул до заданного уровня накопления изотопа. При обработке результатов расчета вычисляются текущие значения количества кобальта в каждом облучательном устройстве, загруженном в активную зону. Для подготовки исходных данных используются «файлы эксплуатационных параметров», периодически формируемые в процессе работы реактора. Подготовка малогрупповых характеристик для ячеек реактора осуществляется с помощью программы САПФИР_95.

VISARH

Программа применяется при анализе инженерных расчетов, выполненных при помощи комплекса программ САПФИР_95&RC_ВВЭР, и предназначена для визуализации двоичных архивов ARH_AEP.BIN и ARH9.BIN с результатами расчетов комплекса программ САПФИР_95&RC_ВВЭР. Данные бинарного архива выводятся в виде картограмм состава активной зоны реактора, распределения в активной зоне и в кассете нейтронно-физических характеристик выгорания топлива, линейной энергонапряженности и температуры оболочек твэлов. Имеется возможность показать распределение максимальных значений указанных нейтронно-физических характеристик (НФХ) в топливной таблетке с указанием номера стержня и высотного слоя на картограмме активной зоны как для твэлов, так и для твэгов, а также распределение значений выгорания тепловыделяющей сборки в активной зоне на начало и конец кампании. Дополнительно можно посмотреть в виде гистограмм распределение НФХ по высоте для каждого твэла кассеты, а также вывести на экран и сохранить в файл ряд графиков.

OCK

Программа может применяться при анализе результатов расчетов либо при анализе результатов экспериментов, а также при анализе эксплуатационных данных реакторных установок ВВЭР. Программа предназначена для отображения и сравнения картограмм распределения различных величин по ячейкам активной зоны (покассетные картограммы) и по ячейкам тепловыделяющей сборки (потвэльные картограммы). Данные для картограмм считываются из текстовых файлов.

RC_Model_Creator

Программа предназначена для упрощения создания расчетных моделей для программы стационарного нейтронно-физического расчета САПФИР_95&RC_ВВЭР и ориентирована на реакторы ВВЭР-1000 или ВВЭР-1200. Программа применяется при создании расчетных моделей, используемых для расчетов параметров, необходимых для обоснования нейтронно-физической части проекта реакторов ВВЭР, в программе САПФИР_95&RС_ВВЭР. Программа работает в интерактивном режиме, визуализируя весь процесс задания конфигурации и материального состава активной зоны. Помимо этого, программа формирует систему рабочих каталогов и готовит текстовые файлы входных данных для ряда типовых задач нейтронно-физического расчета активных зон реакторов ВВЭР, таких как: расчет борной кампании с определением длины топливного цикла; расчет полей энерговыделения — покассетного и потвэльного, в течение кампании с формированием архива потвэльных характеристик, в котором хранятся значения параметров выгорания, мощности, температуры топлива и оболочек ТВЭЛ; расчет коэффициентов реактивности; расчет веса аварийной защиты; расчет эффективности органов регулирования и аварийной защиты. На основе разработанной базовой модели активной зоны программа позволяет подготовить текстовые входные файлы для блока нейтронной кинетики расчетного кода КОРСАР.

SCG5W

Программа предназначена для визуализации геометрии, заданной для геометрического модуля SCG-5 программ САПФИР_95, САПФИР_95.1 и САПФИР_РФ. Программа применяется при подготовке расчетных моделей ячеек реакторов для последующего их расчета в программах САПФИР_95, САПФИР_95.1 и САПФИР_РФ и анализе результатов этих расчетов. Программа представляет заданную геометрию для геометрического модуля SCG5 в виде изображения. При помощи интерфейса программы можно вести поиск ошибок в задании геометрии, выбор геометрических элементов модели и отображать результаты расчета на заданной геометрии.

KORVIS

Программа применяется при анализе результатов расчетов расчетного кода КОРСАР и предназначена для визуализации двоичного архива KORRES с результатами расчетов расчетного кода КОРСАР. Программа представляет результаты расчетов расчетного кода КОРСАР в виде графиков, картограмм и гистограмм. При помощи удобного интерфейса в программе осуществляется поиск и выбор исследуемой величины, масштабирование графиков. Кроме того, имеется функция сравнения файлов KORRES.

CRC15

Программа предназначена для подготовки библиотек малогрупповых констант для программ расчета нейтронно-физических характеристик реактора САПФИР_95&RC_ВВЭР, САПФИР_95&RC_ВВЭР.2, САПФИР_РФ&RC_ВВЭР, САПФИР_ВВР95-RC, САПФИР_95&RC_micro на основе результатов расчетов ячеек реакторов по программам САПФИР_95, САПФИР_95.1, САПФИР_ВВР95, САПФИР_РФ.
Программа готовит файлы данных, содержащих малогрупповые сечения, параметры для расчета отравления, параметры нейтронной кинетики, параметры для расчета потвэльного энерговыделения.