Лаборатория расчетно-теоретических исследований нейтронно-физических характеристик, радиационной защиты и инженерных вопросов специальных ЯЭУ

Начальник лаборатории

Плотников Александр Юрьевич, к. ф.-м. н.

Задачи лаборатории

• Определение облика перспективных КЯЭУ (выбор типа реактора, твэл или термоэмиссионного электрогенерирующего канала, системы регулирования, системы преобразования энергии, холодильника-излучателя, системы радиационной защиты и других узлов) и разработка научно обоснованных технических предложений по их созданию и использованию, в том числе в рамках ОКР по созданию лётных (ЯЭУ-25, ЯЭУ-50 и др.) и их наземных прототипов БЭРЯЭУ-25, ЯЭУ-50 и др.
• Обеспечение разработчиков проектов создания КЯЭУ 2-го поколения рекомендациями по применению современных расчётных методик и кодов для выбора нейтронно-физических, теплогидравлических и электрофизических характеристик активных зон и других элементов и узлов КЯЭУ, системы радиационной защиты, обоснования ядерной и радиационной безопасности.
• Разработка рекомендаций организациям Главного конструктора КЯЭУ и космического аппарата (КА) по выбору основных элементов реактора и ЯЭУ в целом на основе анализа результатов выполненных системных и комплексных НИОКР, в т. ч. результатов расчётно-теоретических исследований и анализа результатов экспериментальных работ.
• Проведение расчётно-теоретического сопровождения проектных работ по созданию КЯЭУ в части физики реактора, радиационной защиты, ядерной и радиационной безопасности, технических и инженерных вопросов, технико-экономических показателей при разработке, создании, испытаниях, эксплуатации и выводе из эксплуатации реакторов и ЯЭУ в целом.

Специалисты лаборатории

• Разрабатывают методики определения и оптимизации инженерно-технических, теплоэлектротехнических параметров ЯЭУ для космических, высокотемпературных и других специальных установок.
• Развивают, совершенствуют и разрабатывают методики и коды расчёта и оптимизации нейтронно-физических характеристик реакторов сложной геометрической структуры, методики и коды прогнозирования полей реакторных излучений в сложных по структуре пространственно разнесённых системах КА.
• Разрабатывают новые и совершенствуют существующие методы и программы расчёта динамики установки в нормальных, переходных и аварийных режимах с обоснованием вопросов безопасности.
• Разрабатывают совместно с другими подразделениями ГНЦ РФ – ФЭИ алгоритмы численного решения точных и приближённых уравнений переноса излучения в различных геометриях, создают соответствующие вычислительные программы, совершенствуют константное обеспечение.
• Осуществляют поиск, сбор и анализ информации по методам решения уравнений переноса излучения в части физики реакторов и радиационной защиты, осваивают и адаптируют расчётные коды, реализующие эти методы.
• Осуществляют поиск, сбор и анализ информации, разрабатывают методики и коды для расчёта радионуклидного состава отработавшего топлива и конструкционных материалов ЯЭУ в целях обоснования ядерной и радиационной безопасности.
• Разрабатывают и систематизируют эксперименты в области физики реакторов и радиационной защиты, проводят расчётно-теоретический анализ экспериментов и разрабатывают на их основе верификационные тесты.
• Планируют совместно с экспериментальными подразделениями ГНЦ РФ – ФЭИ макроэксперименты по реакторной физике и радиационной защите, проводят расчётно-теоретический анализ полученных данных.
• Выполняют исследование общих закономерностей формирования полей излучений на подсистемах КА с ЯЭУ и общие принципы получения оптимальных характеристик защиты от излучений. Разрабатывают оперативные методики прогнозирования полей излучений, выбора оптимальной радиационной защиты и оптимальной компоновки подсистем КА.
• Выполняют исследования по вопросам реакторной физики и радиационной защиты для задачи поиска перспективных направлений развития и применения реакторных установок космического назначения.
• Решают в кооперации с различными подразделениями ГНЦ РФ – ФЭИ актуальные практические задачи по определению нейтронно-физических характеристик, прогнозированию радиационной обстановки и выработке рекомендаций для действующих или проектируемых установок, стендов и устройств, использующих ядерные реакторы или радионуклидные источники ионизирующих излучений.

Структура и состав лаборатории

Численность лаборатории составляет 15 человек, в лаборатории трудятся 1 доктор и 6 кандидатов наук.

Лаборатория состоит из двух бюро:

• бюро по расчётно-теоретическим исследованиям нейтронно-физических характеристик ЯЭУ специального назначения;
• бюро по расчётно-теоретическим исследованиям радиационной защиты ЯЭУ специального назначения.

Основные публикации 2001-2012 гг.

1. Полевой В.Б. Оценка количества предварительных поколений в задаче "Kef of the World" // Избранные труды ФЭИ, 2000 ч.1, Обнинск, 2001. – С. 48-52.

2. Беспалов В.Н., Немытов С.А., Николаев С.А., Полевой В.Б., Сомов И.Е. Расчётно-экспериментальные определения параметров безопасности при хранении и обращении с ОЯТ // ВАНТ, сер. Физика ядерных реакторов, 2002, вып. 3. – С. 15-25.

3. Гарусов Ю.В., Захаржевский Ю.О., Николаев С.А., Полевой В.Б. Рогозин В.Г., Сомов И.Е., Черников О.Г., Шевченко В.Г. Оценка запаса ресурса графитовой кладки по расчетно-экспериментальным нейтронно-физическим характеристикам реактора РБМК-1000. // ВАНТ, сер. Физика ядерных реакторов, 2002, вып. 3. – С. 53-63.

4. Иванов Е.А., Кротов А.Д., Полевой В.Б., Тарасов В.А., Чернов С.В. Оценка серии критических экспериментов на сборках БФС-40. // ВАНТ, сер. Ядерные константы, 2002, вып. 1-2. – С. 62-88.

5. Иванов Е.А., Кротов А.Д., Полевой В.Б., Тарасов В.А., Чернов С.В. Критические эксперименты на сборках БФС-40 с топливом из диоксида урана высокого обогащения и разными отражателями // Атомная энергия, 2003. Т.95, вып. 4. – С. 251-255.

6. Пышко А.П., Плотников А.Ю. Расчёт и оптимизация радиационной защиты перспективных космических ЯЭУ // Атомная энергия, 2004. Т. 97, вып. 1. – С. 46-54.

7. Петров Э.Е. Основы экологической политики атомной отрасли: Учебное пособие, Обнинск, ГЦИПК, 2004 г.

8. Ерёмин А.Г., Зарицкий Г.А., Пышко А.П., Плотников А.Ю. Свойства радиационной защиты в формировании конструктивного облика космического аппарата с ЯЭУ // Атомная энергия, 2006. Т. 100, вып. 1. – С. 25-31.

9. Конобеев Ю.В., Петров Э.Е. и др. Способ расчета характеристик повреждающей дозы корпусной стали // Атомная энергия, 2006. Т. 100, вып. 5. – С. 356.

10. Пышко А.П., Сонько А.В., Плотников А.Ю. Особенности выбора радиационной защиты напланетных АЭС // Атомная энергия, 2008. Т. 105, вып. 2. – С. 72-79.

11. Дубини А.А., Пышко А.П., Фролов О.В., Хоромский В.А. Расчёт наработки радиоактивных ядер и радиационных характеристик различных узлов космических ЯЭУ с помощью программного комплекса КАМОД // Атомная энергия, 2008. Т. 105, вып. 2. – С. 255-257.

12. Швецов Д.М., Полевой В.Б., Сапелкина Т.А. Методические погрешности статистических измерений абсолютной мощности реактора // Атомная энергия, 2008. Т. 105, вып. 6. – С. 311-314.

13. Дедуль А.В., Кальченко В.В., Колик М.В., Степанов В.С., Панкратов Д.В., Трыков Л.А., Ефремов Ю.В., Якунин С.Н., Гончар Н.И. Гамма-спектрометрия защитного газа первого контура РУ с ТЖМТ как средство оперативного контроля герметичности оболочек твэл и поверхности теплообмена парогенератора // ВАНТ, серия: Обеспечение безопасности АЭС. – 2009. – Вып. 24. – С.44-50.

14. Поплавский В.М., Петров Э.Е. и др. Физические характеристики и проблемы создания натриевого быстрого реактора как источника высокопотенциальной тепловой энергии для производства водорода и для других высокотемпературных технологий // Атомная энергия, 2009. Т. 106, вып. 3, С. 129.

15. Виноградов Е.Г., Линник В.А, и др. Методика расчёта ВАХ ТЭ ЭГК сложной геометрии // Атомная энергия, 2009. Т. 106, вып. 4, С. ___

16. Брежнев А.И., Виноградов Е.Г., Линник В.А., Овчаренко М.К., Пышко А.П., Юрьев Ю.С., Ярыгин В.И. Косвенный способ определения коэффициента полезного действия термоэмиссионного реактора-преобразователя космического назначения // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2012. – № 1. – С. 5-13.

17. Виноградов Е.Г., Линник В.А., Овчаренко М.К., Пышко А.П., Синявский В.В., Юрьев Ю.С., Ярыгин В.И. Определение тепловой мощности термоэмиссионной электрогенерирующей сборки // Известия РАН. Энергетика. – 2012. – № 6 – С. 127-134.

Кроме основных публикаций, представленных выше, сотрудники лаборатории принимали активное участие в различных конференция, семинарах и форумах: «Ядерная энергетика в космосе», «Космическая энергетика ХХI века (Ядерный аспект)», «Радиационная защита и радиационная безопасность в ядерных технологиях», «PHYSOR», «Space Nuclear Conference 2005 San Diego», «Нейтроника», «Теплофизика», «Нейтронно-физические проблемы атомной энергетики», «Молодежь и будущее авиации и космонавтики», «Молодежь в науке» и т.д.

Сотрудники лаборатории организовали и провели следующие семинары и конференции:

1. Отраслевая юбилейная конференция «Ядерная энергетика в космосе», 1990 г.;
2. Международный семинар «Космическая энергетика ХХI века (Ядерный аспект)», 1998 г., 2000 г.
3. Российская научная конференция «Радиационная защита и радиационная безопасность в ядерных технологиях», 1994 г., 1998 г., 2002 г., 2006 г.

Историческая справка

Лаборатория была основана в 1961 году. Сотрудники лаборатории принимали участие в разработке и испытаниях космических ядерных энергетических установок (КЯЭУ) БУК (с термоэлектрическим реактором-преобразователем), ТОПАЗ (с термоэмиссионным реактором-преобразователем) и реакторной установки для ядерного ракетного двигателя.