Национальный научный центр
Харьковский физико-технический институт

главная ННЦ ХФТИ | english |
Научно-производственный комплекс
Возобновляемые источники энергии и ресурсосберегающие технологии (НПК ВИЭРТ)

Новый код анализа нелинейных эффектов радиационного воздействия на материалы
 
Развитие методов и средств компьютерного математического моделирования радиационных эффектов в материалах, подвергаемых реакторному облучению и облучению на ускорителях заряженных частиц, — важный фактор повышения эффективности прикладных исследований радиационной стойкости перспективных материалов для альтернативных ядерно-энергетических систем нового, IV, поколения и разработки и внедрения перспективных источников излучения для социально значимых промышленных радиационных ресурсосберегающих технологий и ядерной медицины.
 
Изменения состояния вещества под действием высокодозного облучение влияют на перенос излучения в нем. Эти изменения выражаются в нелинейной зависимости выхода радиационных эффектов от флюенса и дозы облучения, однако не учитываются в линейной теории переноса излучения.
 
 Разработанная в НПК ВИЭРТ новая модификация многоцелевого 4D-кода RaT 3.1 реализует усовершенствованные алгоритмы моделирования нелинейных дозовых эффектов методом Монте-Карло и позволяет эффективно решать нелинейные задачи переноса излучений разных видов в гетерогенных средах, рассчитывать индуцированную облучением эволюцию их параметров во времени и ее согласованное влияние на перенос излучения.
 
 Новый код верифицирован на модельных точно решаемых задачах формирования и распространения в материале нелинейных волн плотности (см. Рис. 1). С его помощью впервые рассмотрены нелинейные явления в условиях сверхкритического перехода в воде под электронным облучением на ускорителе ЛУЭ-10 ННЦ ХФТИ и показано, что переход воды в сверхкритическое состояние может иметь характер автомодельной нелинейной волны плотности и температуры (см. Рис. 2).
Результаты аналитических расчетов динамики нелинейной волны   Результаты аналитических расчетов динамики нелинейной волны
   
Результаты аналитических расчетов динамики нелинейной волны   Результаты аналитических расчетов динамики нелинейной волны
   
Результаты аналитических расчетов динамики нелинейной волны   Результаты аналитических расчетов динамики нелинейной волны
   
Рисунок 1 – Результаты аналитических расчетов динамики нелинейной волны скорости R изменения плотности водоподобной среды под облучением первичными фотонами с энергией 100 кэВ (слева) в сравнении с результатами их моделирования методом Монте-Карло кодом RaТ 3.1 (справа) при разных значениях параметра α нелинейности модельного уравнения состояния среды
Дисперсионные кривые циклотронных волн   Дисперсионные кривые циклотронных волн
Рисунок 2 – Пространственно-временные зависимости плотности (а) и температуры (б) воды в окрестности сверхкритического перехода, вызванного электронным пучком ускорителя. Моделирование методом Монте-Карло
 
 Разработанный код может эффективно применяться при решении многих актуальных задач радиационного материаловедения ядерных энергетических систем нового поколения и оптимизации ядерных и радиационных технологий. Например, это:
 расчеты профилей выгорания перспективных нейтроно-поглощающих материалов, в том числе случайно-дисперсных;
 моделирование вторичных эффектов радиационного повреждения и наработки гелия в никель-содержащих конструкционных реакторных материалах;
 моделирование нелинейной волны ядерного горения в перспективном реакторе Феоктистова-Теллера (TWR);
 оптимизация процессов производства источников излучения для экологических гамма-радиационных технологий и медицинских изотопов на ускорителях заряженных частиц различных типов и в подкритических системах;
 моделирование процессов ионной имплантации металлов, сплавов, полупроводников и наноструктур до высоких доз.
  2008- © НПК ВИЭРТ
| главная ННЦ ХФТИ | english | карта сайта | контакты |
НПК ВИЭРТ: Украина, 61108,
г.Харьков, ул. Академическая, 1
Тел.: +38 (057) 335-64-47
Design : A.N. Odeychuk      thank to : u · com