Розроблено комплексну математичну модель системи генерації пари, що забезпечує одержання інформації по каналах "рівень в парогенераторі (ПГ) - вологість пари після ПГ", "вологість пари після ПГ - вологість пари перед турбіною" і "витрата пари - вологість пари перед турбіною". Уперше експериментально досліджено парогенеруючий тракт (ПГТ) як об'єкт регулювання вологості пари, одержано нові дані про його статичні та динамічні властивості. Запропоновано нову структуру АСР живлення ПГ, що включає контроль вологості пари перед турбіною.

  Скачати повний текст

Показано необхідність розробки експрес-методик оцінки стану реакторної установки (РУ) з урахуванням вимірюваних параметрів у режимі реального часу. Сформульовано основні положення методології таких оцінок, базуючись на критеріях конвективної нестійкості рідини, теоретично доведено необхідність урахування неодномірного конвективного тепломасообміну в об'ємах з малими просторово-осередненими швидкостями середовищ. Запропоновано математично обгрунтовані та валідовані моделі, що мають властивості числової стійкості та низької чутливості відносно нодалізації й адекватно описують неодномірні процеси тепломасообміну в об'ємах РУ з однофазними середовищами, у рамках одномірних кодів (моделі поліпшеної оцінки). Запропоновано послідовний підхід до розробки методик оперативного аналізу стану АЕС (експрес-методик) і формалізації алгоритмів прийняття рішень. Цей підхід містить методи поліпшеної оцінки та підходи, орієнтовані на роботу у реальному масштабі часу. На їх базі запропоновано принципи побудови систем підтримки оператора, що характеризується надійністю й одночасно вимагають значних матеріальних і трудовитрат. Проведено аналіз запроектних аварій, що дають максимальний очікуваний внесок у частоту пошкоджень активної зони. Наведено рекомендації стосовно розробки інструкцій оперативному персоналу, що дає можливість без проведення додаткових експериментальних робіт оптимізувати стратегію управління такими аваріями, зокрема пошкодження активної зони реактора.

  Скачати повний текст

Вперше розроблено методику аналізу невизначеності даних з подальшим уточненням границь діапазону можливих значень досліджуваної величини, в основу якої покладено чіткий математичний апарат. Застосовано методику аналізу невизначеності даних для встановлення запасів до порушення критеріїв прийнятності, встановлених нормативною документацією для реакторів ВВЕР-1000. Це дозволяє максимально об'єктивно стверджувати про прийнятний рівень безпеки енергоблоків досліджуваного типу, так як уточнений діапазон можливих значень величини, яка аналізується в жодному з випадків не перевищив гранично допустимі значення критеріїв прийнятності. Продемонстровано, що значення отримані з використанням традиційного аналізу чутливості було знижено внаслідок неврахування ряду комбінацій початкових умов. Висвітлено питання можливості проведення кількісної оцінки впливу кожного зі змінних параметрів на аналізовану розрахункову величину, що дозволяє розробити стратегію удосконалення технічних характеристик устаткування ядерного енергоблоку з реактором ВВЕР-1000. Запропоновано спосіб вирішення проблеми втрати теплоносія першого контуру у випадку аварії з відривом кришки колектора парогенератора та незакриттям пароскидного пристрою. Вперше показано можливість переведення реакторної установки в безпечний кінцевий стан з відповідним вирівнюванням тиску першого та другого контурів енергоблоку з метою недопущення руйнування активної зони ядерного реактора.

  Скачати повний текст

Висвітлено проблему визначення радіаційного навантаження корпусу реактора ВВЕР-440 діючого енергоблока. Розроблено спеціальне обладнання, що дозволяє точно позиціонувати активаційні детектори біля зовнішньої поверхні корпусу реактора. Наведено результати дозиметричних вимірювань біля зовнішньої поверхні корпусу ВВЕР-440 за наявності та відсутності касет-екранів на периферії активної зони. Проведено оцінювання часу нагромадження корпусом реактора межово-припустимого флюєнса швидких нейтронів.

  Скачати повний текст

Доведено, що задача визначення радіаційного навантаження є задачею статистичного розв'язку. Показано, що для її розв'язання оптимальним є байєсівський підхід, з застосуванням якого розроблено відповідний математичний апарат оцінювання функціоналів нейтронного потоку. Запропоновано розрахунково-експериментальну систему визначення умов опромінення корпусу реактора. Показано, що під час визначення редіаційного навантаження корпусу необхідно враховувати вигоряння ядерного палива в процесі його експлуатації. Розроблено спеціальне устаткування для проведення дозиметричних вимірювань біля зовнішньої поверхні корпусу та проведено комплексний аналіз експериментальних результатів, одержаних на енергоблоках Південно-Української та Хмельницької АЕС.

  Скачати повний текст

Розроблено принципово новий підхід до визначення умов опромінення зразків-свідків (ЗС) у реакторах корпусного типу, що експлуатуються на АЕС в Україні, в основі якого лежить моделювання фізичного процесу поширення нейтронів до місць розташування ЗС у реакторі. Запропоновано оригінальний дворівневий зонний принцип опису об'єктів із складною геометричною структурою, у якому моделюється фізичний процес поширення частинок. Розглянуто детальну тривимірну модель внутрішньокорпусних пристроїв реактора ВВЕР-1000 та контейнерних зборок, у яких розташовуються контейнери зі ЗС, що опромінюються. Розроблено нові неаналогові методи моделювання траєкторій нейтронів, які у поєднанні з уже відомими дозволяють одержати результати розрахунків із достатньо малою статистичною похибкою за прийнятих витрат розрахункового часу. Наведено оригінальну схему організації зв'язку між наборами підпрограм геометричного блока програми розрахунку переносу нейтронів до місць розташування ЗС у реакторі ВВЕР-1000.

  Скачати повний текст

Виявлено основні закономірності впливу режимів попередньої пластичної деформації (ППД) на напруження сколювання наводненої та ненаводненої теплостійкості сталі. З'ясовано, що збільшення ППД розтягом і комбінованим розтягом збільшує напруження сколювання ненаводненої теплостійкості сталі у порівнянні з первісним матеріалом. Встановлено, що у всіх випадках напруження сколювання за комбінованого розтягу залишається меншим, ніж після звичайного ППД. Вперше виявлено зниження ефекту попереднього термомеханічного навантаження (ПТН) теплостійкої сталі внаслідок електролітичного наводнювання. Розроблено методику оцінки впливу попереднього термомеханічного навантаження на опір крихкому руйнуванню теплостійкої сталі на базі аналізу НДС методом скінченних елементів і локального критерію руйнування, що передбачає досягнення нормальним напруженням критичного значення на певній відстані від вістря тріщини, встановленій на підставі фрактографічних оцінок зародження сепаратної тріщини в околі її вершини.

  Скачати повний текст

Визначено структури електронних станів і процесів електронного перенесення в діелектриках, що зазнали дії високих доз радіаційного опромінення. Ідентифіковано складні процеси, які спричиняють утворення за умов важкої ядерної аварії діелектричних композицій, що містять значну кількість опроміненого ядерного палива. Проведено комплексне експериментальне вивчення діелектричних паливовмісних композицій, що також є розупорядкованими аморфними напівпровідниками, зокрема, досліджено їх численні фізичні характеристики, які впливають на прогноз стану та поведінки таких композицій на тривалий відрізок часу.

  Скачати повний текст

Розроблено компромісно-комбінований метод регулювання потужності реакторних установок (РУ) з водо-водяними енергетичними реакторами (ВВЕР)-1000 (В-320) у змінному режимі навантаження. Удосконалено метод аналізу міцності оболонки твела реактора ВВЕР-1000 з використанням енергетичного варіанту теорії повзучості. Синтезовано модель аналізу стану оболонки, що дозволяє достовірно оцінити граничну кількість циклів навантаження оболонки залежно від характеристик змінного режиму та конструкційних особливостей тепловиділяючих зборок (ТВЗ). Проаналізовано вплив невизначеності у заданні режимних параметрів активної зони (АКЗ) АКЗ і конструкційних характеристик твела на оцінювання довговічності його оболонки у режимі змінних навантажень. Запропоновано комплексний показник ефективності експлуатації енергоблока АЕС з ВВЕР-1000 у змінному режимі, що враховує одночасно вимоги цілісності ключових елементів РУ, стабільності фізичних процесів у РУ, економічності та керованості РУ. Запропоновано компромісно-комбінований метод регулювання потужності РУ, що дозволяє забезпечити максимальну ефективність експлуатації РУ з ВВЕР-1000 у змінному режимі. Результати наукового досліження використано у процесі розробки програм регулювання для АЕС України з ВВЕР-1000.

  Скачати повний текст

Доведено, що процес електроокиснення водню протікає в зовнішній частині пористого активного шару анодно-мембранному блоці (АМБ). Проаналізовано вплив різних параметрів (температури, вологості водню, структури та товщини активного шару) на режими роботи АМБ. Показано, що зростання внутрішнього опору АМБ пов'язане з оборотними критичними режимами зневоднення та затоплення активного. Доведено, що в АМБ з внутрішнім активним шаром зростання внутрішнього опору пов'язано з зневодненням тонкого шару мембрани зі сторони анода, а в випадку з зовнішнім активним шаром зі зневодненням або затопленням порового простору активного шару. За критичних значеннях густини струму та підвищеній температурі водню виявлені автоколивання потенціалу в гальваностатичному режимі, пов'язані з періодичним скипанням води в затоплених порах активного шару під час підвищення теплової потужності. Модифікацію активного шару провели за рахунок удосконалення способу платинування графітового носія за золь-гель технологією, зниження товщини активного шару до розміру часток носія, заміни 50 % графітового носія на вуглецеві нанотрубки.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

З використанням методів вивчення напівмарківських випадкових процесів уперше одержано наближені оцінки ефективності досліджуваної роботи систем класу. З цією метою здійснено процедуру одержання функцій розподілу часу наробітку на відмову та часу відновлення за статистичними даними. У рамках теорії надійності розвинуто підхід до вивчення показників довговічності за допомогою досліджень показників безвідмовності. Удосконалено метод інтервальних оцінок комплексного показника надійності (ПН) (стаціонарного коефіцієнта готовності) для високонадійних систем. Наведено наближені оцінки й аналітичні вирази для інтервальних оцінок для випадків, коли середній час наробітку на відмову та відновлення описуються зрізаними нормальними розподілами. Розроблено інженерну методику одержання інформації для подовження (не подовження) терміну експлуатації високонадійних систем.

  Скачати повний текст

Удосконалено методи розрахунку повзучості та тривалої міцності елементів конструкцій за рахунок створення нового методу щодо визначення впливу теплової та радіаційної повзучості на коливання та стійкість конструкцій у разі змушеного відхилення у "малому" від основного стану. Запропоновано методи для чисельного розрахунку, які базуються на методі скінченних елементів і спільному розв'язанні початково-крайових задач повзучості у "основному" стані та коливанні й стійкості зрівноваженого стану конструктивних елементів за збуреного загального стану. Наведено програмні розробки щодо визначення впливу теплової та радіаційної повзучості на коливання та стійкість тонкостінних елементів конструкцій, розрахункові схеми яких відповідають уточненим стержневим моделям. Вперше визначено якісні та кількісні закономірності впливу терморадіаційної та динамічної повзучості стержневих елементів конструкцій, а також встановлено зміни у їх спектрі частот і межі критичних сил втрати стійкості. Одержано важливі оцінки безпеки транспортування та збереження металокерамічних контейнерів-упаковок з радіоактивними відходами, які проектуються у Національному науковому центрі "Харківський фізико-технічний інститут".

  Скачати повний текст

Розроблено універсальний комплекс моделей надійності (трьох графів переходів), який на відміну від відомих моделей більш коректно враховує особливості функціонування реального обладнання систем нормальної експлуатації, важливих для безпеки (СВБ НЕ). Одержано аналітичні розв'язки для нестаціонарного коефіцієнта готовності груп елементів допоміжних СВБ НЕ на базі розробленого комплексу моделей та семи обгрунтованих типових графіків функціонування, що містять випробування та планові чергування різних режимів роботи. В межах спільного використання бульових та марківських методів розроблено розрахункову модель оцінки інтенсивності переходів (для графів зазначеного комплексу моделей) для згрупованих елементів допоміжних СВБ НЕ. Визначено умови існування кінцевої оптимальної тривалості між плановими відновленнями через детерміновані проміжки часу, для одноелементної системи з відмовами, що миттєво виявляються та експонентним виглядом функції розподілу випадкових величин наробітку на відмову і часу аварійного ремонту.

  Скачати повний текст

Виділено та проаналізовано норми, що визначають принципову припустимість передач ядерних матеріалів, які визначають, чи має відповідний суб'єкт дозволити або заборонити міжнародну передачу ядерного матеріалу в будь-якому випадку. Вперше проведено детальний формально-юридичний аналіз низки міжнародно-правових норм у цій сфері. Досліджено систему гарантій МАГАТЕ, встановлено, що вона не містить критеріїв припустимості міжнародних передач ядерних матеріалів, але сама є найважливішим критерієм в інших міжнародно-правових і політичних межах регулювання таких передач. Проаналізовано міжнародно-правове регулювання передач на двосторонньому рівні. Проаналізовано питання передач ядерних матеріалів у рамках ЄС.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Виявлено механізм впливу нестаціонарності на теплогідравлічні характеристики теплоносія в каналах, що імітують елементи активних зон газоохолодних атомних реакторів. Запропоновано тривимірну постановку задачі для розрахунку залежності критерію гідродинамічної нестійкості потоку в макропористому середовищі від гідродинамічного лінійного опору (Дарсі), нелінійного опору (Форхаймера) й ефектів прилипання (Брінкмана). Одержано нестаціонарні розгінні профілі швидкості течії теплоносія в плоскому та циліндричному каналах, заповнених макропористим середовищем, за різних значень критерію Дарсі.

  Скачати повний текст

Розроблено ресурсозберігальну технологію виготовлення труб-оболонок тепловиділяючих елементів (твел) атомних реакторів з нового сплаву цирконію з ніобієм ZrlNb вітчизняного виробництва. Досліджено особливості структури злитків зі сплавів цирконію з ніобієм електронно-променевого, вакуумно-дугового переплавів і гранісажної плавки з електромагнітним перемішуванням розплаву. Методом дифракції електронів встановлено, що прошарки між пластинами alpha-цирконію у сплаві ZrlNb є beta-фазою ніобію з ОЦК решіткою. Запропоновано схему структуроутворення у процесі розпаду beta-твердого розчину ніобію у цирконії в злитках зі сплаву ZrlNb. Встановлено закономірності структуроутворення та формування технологічних властивостей у гарячепресованих трубах зі сплавів цирконію з ніобієм залежно від вихідної литої структури, вмісту кисню, ніобію та параметрів гарячого пресування. Встановлено взаємозв'язок між структурою, хімічним складом (вмістом кисню та ніобію), а також пластичністю та пошкодженістю гарячепресованих труб і параметрами акустичної емісії (АЕ). Методом АЕ встановлено, що гарячепресовані труби зі структурою мартенситного типу мають більш високий рівень технологічної пластичності у порівнянні зі структурою бейнітного типу. Розроблено методику оцінювання рівня пластичності труб зі сплаву ZrlNb за даними АЕ. Уточнено параметри процесу виготовлення труб-оболонок твел зі сплаву ZrlNb на стадії гарячої деформації, які забезпечують формування у гарячепресованих трубних заготовках найбільш високого рівня пластичності. Визначено ступені деформації на першому холодному переділі, що дозволяють найбільш повно використовувати ресурс пластичності сплаву ZrlNb. Удосконалено технологію виробництва труб-оболонок твел зі сплаву ZrlNb шляхом зменшення кількості циклів холодної прокатки з п'яти до чотирьох. Створено технічну документацію на виробництво труб-оболонок твел зі сплаву ZrlNb. З використанням удосконаленої технології виготовлено дослідну партію труб-оболонок твел, які за показниками якості відповідають вимогам ТУ У 27.4-05757883-206:2008.

  Скачати повний текст

На підставі розробленої бібліотеки нейтронно-фізичних констант і програми DYN3D створено та валідовано на експериментальних даних з АЕС України розрахунковий комплекс для дослідження просторової динаміки реактора ВВЕР-1000. Проведено модернізацію програми DYN3D щодо розробки блока розв'язання спряжених двогрупових рівнянь дифузії для визначення функцій цінності нейтронів і на їх базі коефіцієнтів і ефектів реактивності, необхідних для вибору консервативного вихідного стану для моделювання реактивностних аварій. Удосконалено методику виконання консервативного аналізу безпеки ВВЕР-1000 для дослідження реактивностних аварій з використанням моделі просторової кінетики реактора, що дозволяє максимально врахувати негативний вплив локальних параметрів активної зони у вихідному стані на характеристики активної зони, що є критеріями прийнятності в даних аваріях. Уперше проведено розрахунковий аналіз реактивностних аварій за умов їх реалістичного перебігу та з застосуванням консервативного підходу у разі використання моделі тривимірної нейтронної кінетики активної зони для обгрунтування безпеки ВВЕР-1000 за умов впровадження в експлуатацію в Україні нових типів палива та чотирьох літнього паливного циклу. Проаналізовано безпеку експлуатації блока з ВВЕР-1000 в режимі маневрування потужністю з використанням сучасного тривимірного динамічного коду й обгрунтовано режим придушення ксенонових коливань потужності, що забезпечує під час маневру мінімальні відхилення аксіального офсету від вихідного значення.

  Скачати повний текст

Для металу зварного шва з підвищеним вмістом нікелю та марганцю (0,97 % ваг) ступінь радіаційного окрихчування перевищує нормативну величину. Експериментально доведено, що нову статистичну методологію Майстер кривої можна застосовувати для прямого визначення в'язкості руйнування корпусних сталей реактора ВВЕР-1000 у вихідному та опроміненому стані. Показано, що нормативний підхід у деяких випадках суттєво недооцінює в'язкість руйнування корпусних матеріалів. Продемонстровано, що якщо враховувати межу міцності матеріалів, то зсув кривої Шарпі внаслідок опромінення може бути використаний, щоб адекватно охарактеризувати зсув кривої в'язкості руйнування.

  Скачати повний текст