Руководители темы

Белов О.В.
Сыресин Е.М.

Проекты по теме:

Наименование проекта

Руководитель проекта

Шифр проекта

1.

Подкритический реактор
с ускорительным приводом (ADSR)

Тютюнников С.И.
Параипан М.

07-1-1107-1-2018/2027

Проект:

  Наименование проекта

Руководители проекта

Статус

Лаборатория (Подразделение)

Ответственные от лаборатории

1.

Подкритический реактор
с ускорительным приводом (ADSR)

Тютюнников С.И.
Параипан М.

ЛФВЭ, ЛНФ, ЛРБ, ЛЯР, ЛТФ

см. участников активностей

Краткая аннотация и научное обоснование:

Проект нацелен на определение оптимальной комбинации параметров пучка частиц и конвертора для оптимизации эффективности подкритического реактора, управляемого ускорителем.  Запланированные исследования будут идти в двух направлениях:

– сравнительное изучение распределения деления и энергии, выделяемой в мишени, облученной пучками протонов с энергией 0,2-2 ГэВ и пучками ионов с массами до ²⁰Ne и энергиями в интервале 0,2-1 AГэВ;
– измерение выхода нейтронов из различных конвертеров, облученных протонным и ионным пучками.

Возможность реализовать ядерную систему с повышенными возможностями горения заключается в использовании подкритического реактора с ускорительным приводом (ADSR). Он состоит из ускорителя частиц, соединенного с ядерным реактором.

Пучок частиц, падающий на конвертор, расположенный в центральной части реактора, реализует дополнительный источник нейтронов, позволяющий работать реактору в подкритическом режиме (с коэффициентом критичности keff ниже 0,99), обеспечивая более безопасную эксплуатацию атомных станций. Полученный более жесткий спектр нейтронов обеспечивает лучшее сжигание актинидов.

Несмотря на почти обобщенное мнение, что оптимальным пучком для ADSR является пучок протонов с энергией около 1–1,5 ГэВ, в ряде работ нами показано, что пучки ионов обладают большей энергетической эффективностью, чем протоны. Исследования в рамках проекта направлены на изучение условий, при которых достигается максимальная энергетическая эффективность ADSR и обеспечивается высокое выгорание актинидов. В предудущие годы реализации проекта были исследованы аспекты, связанные с геометрией активной зоны, материалом, используемым для конвертера, составом топлива, рабочим значением k_eff, обогащением и распределением удельной мощности. Исследовалось также влияние характеристик пучка (тип частиц, энергия, интенсивность пучка) и типа ускорителя. Полученные основные выводы составляют основу для продления проекта в соответствии с заявленными целями.

Предлагаемая конструкция графитовой мишени «GAMMA4» с размещенными внутри твэлами и центральным отверстием для конверторов различных видов позволяет корректно сравнивать количество делений и выделяемую энергию, реализуемую с протонными и ионными пучками. Использование графитового блока вместо свинцового дает возможность уменьшить необходимое количество делящегося материала за счет более мягкого спектра нейтронов. Данная конструкция позволяет облегчить манипуляции с мишенью ввиду меньшего веса и обладает меньшей стоимостью. Выбранная длина мишени (120 см) позволяет охарактеризовать зависимость выделяемой энергии от размеров бериллиевого конвертера ионов низких энергий. Предлагаемая графитовая мишень «GAMMA4» подходит для сравнительного исследования эффективности различных пучков в части возможности их использования в ADS-системах.

Ожидаемые результаты по проекту:

1. Выбор оптимальной конструкции мишени для ADS системы.

2. Проверка принципиально новой концепции ADS системы, основанной на использовании пучков ионов вместо пучков протонов.

3. Реализация первого этапа экспериментальной программы проекта, направленной на измерение выхода нейтронов с различными комбинациями преобразователей.

Ожидаемые результаты по этапам проекта в текущем году:

1. Определение оптимальной конструкции мишени для ADS системы.

2. Получение результатов моделирования по оптимальной конструкции мишени ADS системы.

Активности:

 Наименование активности

Руководители

Статус

Лаборатория (Подразделение)

Ответственные от лаборатории

1.

Научные и научно-методические исследования по тематике работ коллабораций ARIADNA: эксперименты в области космических исследований, наук
о жизни и биомедицинских технологий, наук о материалах
и строении вещества, радиационной стойкости электроники
и современных ядерно-физических технологий

Белов О.В.
Тютюнников С.И.

ЛФВЭ

Артюх В.А., Джавадова В., Ковалев Ю.С., Крячко И.А.,
Марьин И.И., Мурин Ю.А., Новиков М.С., Пухаева Н.Е.,
Рогачев А.В., Родригес А., Садыгов З.Я., Себаллос С., Сливин А.А., Смирнов Г.И., Сыресин Е.М., Шаляпин В.Н.

ЛЯП

Агапов А.В., Белокопытова К.В., Мицын Г.В., Молоканов А.Г., Рзянина А.В., Стегайлов В.И., Швидкий С.В.

ЛЯР

Апель П.Ю., Нечаев А.Н., Осипов А.Н.

ЛНФ

Булавин М.В.

ЛТФ

Осипов В.А.

2.

НИОКР по оптимизации методов облучения образцов различных видов и разработке вспомогательного оборудования
для облучательных стендов ARIADNA. Развитие участков для развертывания пользовательского оборудования

Белов О.В.

ЛФВЭ 

Матюханов Е.С., Новиков М.С., Шемчук А.В.

ЛЯП

Белокопытова К.В., Мицын Г.В.

3.

Модернизация
спектроаналитического комплекса
для активационных измерений

Шаляпин В.Н.
Стегайлов В.И.(ЛЯП)

ЛФВЭ

Крячко И.А., Стрекаловская Е.В., Тоан Тран Нгор

ЛЯП

Стегайлов В.И.

4.

Развитие программного
обеспечения и проведение
дозиметрических расчетов для
экспериментов ARIADNA.
Моделирование радиационных
условий на комплексе NICA

Параипан М.

ЛФВЭ

Белов О.В., Джавадова В., Сливин А.А., Чан Нгок Т.

ЛРБ

Чижов А.В. 

5.

Исследования влияния облучения
на сверхпроводящие свойства
ВТСП лент 2-го поколения.
Разработка магнитных 
и криогенных ВТСП-систем для экспериментальных установок

Новиков М.С.
Тютюнников С.И.

ЛФВЭ

Матюханов Е.С., Филиппов Ю.П., Шемчук А.В.

ЛНФ

Черников А.Н.

6.

Организация и сопровождение пользовательской программы
ARIADNA. Развитие коллабораций
ARIADNA

Белов О.В.

ЛФВЭ

Новиков М.С., Параипан М., Тютюнников С.И.,
Цаплина Ю.А.

Страна или международная организация

Город

Институт

Статус

Участники

Армения

Ереван

CANDLE

Совместные работы

Григорян Б.А. + 2 чел.

ЕГУ

Совместные работы

Арутюнян Р.М.

Балабекян А.Р. + 2 чел.

Беларусь

Минск

БГУ

Совместные работы

Свито И.А. + 2 чел.

и обмен визитами

НИИ ЯП БГУ

Совместные работы

Федотова Ю.А.

и обмен визитами

Федотов А.К. + 4 чел.

ОИЭЯИ-Сосны НАНБ

Совместные работы
и обмен визитами

Гусак К. + 3 чел.

Болгария

Пловдив

MUP

Совместные работы

Зайцева Е.М.

Мексика

Мехико

INCan

Совместные работы

Сойосо-Дюпонт И.

Молдова

Кишинев

МолдГУ

Соглашение

Еленчук Д.

Россия

Владикавказ

СОГУ

Соглашение

Пухаева Н.Е. + 2 чел.

Долгопрудный

МФТИ

Соглашение

Кузьмин Д.В.

Леонов С.В.

Пустовалова М.В.

Рогачев А.В.

Дубна

ИПИ «Омега»

Соглашение

Лузанов В.А.

ИФТП

Соглашение

Смирнов А.А. + 4 чел.

ФНИИЯФ МГУ

Совместные работы

Тетерева Т.В.

Москва

«Квант-Р»

Соглашение

Слесаренко В.В.

ИМБП РАН

Соглашение

Иванов А.А. + 2 чел.

Перевезенцев А.А.

Штебмерг А.С. + 5 чел.

Шуршаков В.А.

Совместные работы

Иванова О.А.

ИОНХ РАН

Соглашение

Баранчиков А.Е.

Горбунова Ю.Г.

Жижин К.Ю.

Иванов В.К.

ИТЭФ

Соглашение

Кулевой Т.В.

Титаренко Ю.Е.

НИИЯФ МГУ

Соглашение

Подорожный Д.М.

Ткачев Л.Г.

НИЯУ «МИФИ»

Соглашение

Руднев И.А. + 2 чел.

ОИВТ РАН

Соглашение

Дегтяренко П.Н.

ФИЦ ХФ РАН

Соглашение

Ларичев М.Н.

Смолянский А.С.

Трахтенберг Л.И.

ФМБЦ

Соглашение

Бушманов А.Ю.

Осипов А.Н. + 1 чел.

Обнинск

МРНЦ

Совместные работы

Сабуров В.О.

Пущино

ИТЭБ РАН

Соглашение

Попов А.Л.

Попова Н.Р.

Селезнева И.И.

Сорокина С.С.

Санкт-Петербург

СПбГУ

Соглашение

Жеребчевский В.И. + 5 чел.

Томск

ТПУ

Совместные работы

Пивоваров Ю.Л. + 4 чел.

Узбекистан

Ташкент

ИЯФ АН РУз

Совместные работы

Артемов С.В.

Ибрагимов Э.

Кулабдуллаев Г.А. + 3 чел.

ЮАР

Сомерсет-Уэст

iThemba LABS

Совместные работы

Вандевурд Ш. + 3 чел.

Стелленбос

SU

Совместные работы

Ньюман Р.