Диагностика состояний активной зоны ВВЭР-1000 по реактивностным возмущениям

В основе самоподдерживающейся цепной реакции деления ядер лежит вероятностная природа фундаментальных физических процессов. Мерой динамики этих процессов (идентификатором состояния) принято считать реактивность как особенное физическое свойство среды или технической системы. В статье предлагается отнести реактивность к классу случайных функций с нулевым математическим ожиданием в стационарном критическом состоянии. Флуктуации относительно нулевого значения воспринимаем как результат воздействия внешних факторов, вызывающих мгновенный отклик активной зоны (АЗ) реакторных установок (РУ), работающих на установленной мощности основную часть эксплуатационного времени. Этого определения достаточно, чтобы развивать методы технической диагностики по возмущениям реактивности АЗ. Активную зону реактора рассматриваем как стохастический объект, который удерживается в нормативном поле
своих конструктивных и режимных характеристик. По архивным данным «измерений» реактивности определенным состояниям АЗ можно соотнести фрагменты стохастического временного ряда, которые служили бы идентификаторами этих состояний. Набор таких фрагментов (тестов) составляет библиотеку опыта эксплуатации АЭС. В настоящей работе рассматриваются эффекты внешнего пуассоновского возмущения реактивности и классификация возникающих при этом модуляций нейтронной плотности в рамках модели одногрупповой кинетики. Отражение в вероятностных характеристиках нейтронной плотности случайных статических и динамических режимных факторов через реактивность воспринимаем как свидетельство генерации дефектности активных зон РУ. Детерминированная составляющая нейтронной плотности достаточно точно описывается уравнениями кинетики и соответствует тренду математического ожидания реактивности относительно нулевого значения. Предлагается процедура обработки данных аппаратуры контроля нейтронного потока (АКНП) и системы внутриреакторного контроля (СВРК) включающая: формирование библиотеки тестов-возмущений на основе архивных данных; анализ откликов по критерию согласия Колмогорова–Смирнова между эмпирическими функциями распределения текущей выборки эмпирических данных и вычисляемой по уравнениям кинетики на основе библиотеки возмущений. Утверждается, что предлагаемая процедура является средством идентификации уровня дефектности активной зоны РУ, а также может использоваться в качестве имитатора событий при глубоком обучении классифицирующей нейронной сети. Результаты относятся к достижениям нейтронно-шумовой диагностики

1. Аркадов Г.В., Павелко В.И., Слепов М.Т. Шумовой мониторинг в приложениях к реакторной установке ВВЭР-1200. Москва: Наука, 2021. 221 с. Режим доступа: https://elibrary.ru/okrpeg?ysclid=m4gxqqmdmi155074242 (дата обращения: 26.11.2024).

2. Проскуряков К.Н. Теплогидравлическое возбуждение колебаний теплоносителя во внутрикорпусных устройствах ядерных энергетических установок. Москва: МЭИ, 1984. 67 с. Режим доступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01001236841 (дата обращения: 26.11.2024).

3. Федоров А.И., Проскуряков М.В., Запорожец М.В., Иванов С.В. Повышение надежности функционирования энергоблоков АЭС на основе данных виброакустической паспортизации. Вестник ВГТУ. 2014;10(5-1):85–91. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/povyshenie-nadezhnosti-funktsionirovaniya-energoblokov-aes-na-osnove-dannyh-vibroakusticheskoy-pasportizatsii (дата обращения: 26.11.2024).

4. Проскуряков К.Н., Запорожец М.В. Исследование акустических колебаний в реакторных установках и перспективы их использования для обоснования остаточного ресурса. Вестник МЭИ. 2016;5:19–24. Режим доступа: https://vestnik.mpei.ru/index.php/vestnik/article/view/93 (дата обращения: 26.11.2024).

5. Пригарин С.М. Методы численного моделирования случайных процессов и полей. Монография. Новосибирск: ИВМиМГ СО РАН, 2005. 258 с. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=19449479&ysclid=m4h1yj

6. (дата обращения: 26.11.2024).

7. Украинцев В.Ф. Эффекты реактивности в энергетических реакторах. Обнинск: Обнинский институт атомной энергетики, 2001. 58 с. Режим доступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01000704994 (дата обращения: 26.11.2024).

8. Кобзарь А.И. Прикладная математическая статистика: для инженеров и научных работников. Москва: Физматлит, 2006. 813 с. Режим доступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01002917693 (дата обращения: 26.11.2024).

9. Казанский Ю.А., Слекеничс Я.В. Кинетика ядерных реакторов. Коэффициенты реактивности. Введение в динамику. Москва: НИЯУ МИФИ, 2012. 300 с. Режим доступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01006761901?ysclid=m4h2kp52jy723354596 (дата обращения: 26.11.2024).

10. Ширяев А.Н. Стохастические задачи о разладке. Москва: МЦНМО, 2017. 391 с. Режим доступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01009447149?ysclid=m4h2mzpi4i983560499 (дата обращения: 26.11.2024).

11. Лемешко Б.Ю. Критерии проверки гипотез об однородности. Руководство по применению. Москва: Инфра-М, 2017. 164 с. Режим доступа: https://search.rsl.ru/ru/record/01008691530 (дата обращения: 26.11.2024).