В мире ядерных технологий произошло событие, способное коренным образом изменить подход к безопасности и проектированию атомных реакторов. Появился программный комплекс, который с беспрецедентной точностью может заглянуть внутрь работающего ядра и смоделировать процессы, невидимые человеческому глазу.
Этот прорыв — результат работы команды ученых из Национального исследовательского центра «Курчатовский институт». Они разработали уникальный инструмент под названием КИР-С, позволяющий с высочайшей детализацией рассчитывать нейтронные поля, распределение энерговыделения и динамику работы реактора — как в штатных режимах, так и в гипотетических аварийных ситуациях.
В основе комплекса лежит метод Монте-Карло — мощный математический подход, который позволяет учитывать случайный характер движения нейтронов без упрощений и приближений. КИР-С умеет работать с трёхмерными моделями реакторов, учитывает запаздывающие нейтроны и даже позволяет задавать плавное изменение плотности материалов в пространстве с помощью аналитических функций.
Одной из ключевых особенностей программы является возможность проводить не только стационарные, но и динамические расчёты — то есть моделировать, как реактор ведёт себя во времени. Это особенно важно для анализа переходных процессов, например, при перемещении регулирующих стержней или изменении плотности теплоносителя.
Программа поддерживает работу с международными библиотеками ядерных данных, такими как ENDF/B, JEFF, JENDL и отечественная РОСФОНД. Это гарантирует точность и надёжность результатов. Кроме того, КИР-С может работать в связке с другими программами, например, с CFD-кодом OpenFOAM, что позволяет проводить комплексные междисциплинарные расчёты.
Разработчики уделили особое внимание производительности: программа использует современные методы распараллеливания и оптимизации, что позволяет ей эффективно работать как на персональных компьютерах, так и на суперкомпьютерах. Также был создан специальный «Визуализатор КИР-С» — инструмент для наглядного представления геометрии моделей и результатов расчётов.
КИР-С уже прошёл этапы верификации на международных тестовых примерах и экспериментальных данных, подтвердив свою точность и надёжность. В перспективе комплекс может быть использован не только для расчётов реакторов типа ВВЭР, но и для моделирования радиационных процессов в термоядерных установках и конструкционных материалах.
Эта разработка знаменует собой важный шаг в развитии отечественного программного обеспечения для атомной отрасли и укрепляет позиции России в области высокоточного моделирования ядерных систем.
Отчет о разработке опубликован в журнале «Вопросы атомной науки и техники. Серия: ядерно-реакторные константы».
Создано при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Десятилетия науки и технологий (ДНТ), объявленного Указом Президента Российской Федерации от 25 апреля 2022 г. № 231.
