Лаборатория компьютерного инженерного моделирования МИФИ на базе кафедр №5 и №13 совместно с коллегами из г. Обнинска успешно завершила проверку программ для проекта «Прорыв» с использованием современных высокопроизводительных систем. Проект «Прорыв» был организован государственной корпорацией по атомной энергии «Росатом» с целью реализации замкнутого ядерного топливного цикла в России и создания реакторов нового поколения БН-1200 и БРЕСТ-ОД-300 к 2020 году.
В рамках проекта «Прорыв» используются программные коды нового поколения, разработка которых была завершена в 2015 году. Коды разрабатывались для моделирования нейтронно-физических, теплофизических, прочностных процессов, а также процессов, связанных с моделированием этапов замкнутого ядерного топливного цикла и анализа безопасности каждого из предприятий внутри этого цикла. Новые технологии, которые заложены в предприятия замкнутого ядерного топливного цикла, а также в проекты реакторов БН-1200 и БРЕСТ-ОД-300, подразумевают использование новых методов для решения задачи моделирования процессов в ядерных установках и на этапах топливного цикла. Поэтому становится актуальным вопрос о том, насколько корректно новые программные коды моделируют реакторы нового поколения.
Особенностью проверки корректности решений, полученных с помощью кодов из проекта «Прорыв», является то, что на данный момент нет достаточно полной экспериментальной базы, чтобы проверить программы на конкретных реальных данных. Для решения задачи проверки результатов программ был применён метод кросс-верификации. При таком подходе результаты, полученные по различным программам, как правило, использующие разные методы и подходы, сравниваются между собой. Такой способ позволяет сделать предварительный вывод о пригодности данной программы для расчёта инновационных реакторов.
В течение двух лет, с 2014 по 2015 год, по заказу ИТЦП «Прорыв» сотрудники Лаборатории компьютерного инженерного моделирования НИЯУ МИФИ под руководством и.о. декана физико-технического факультета Г.В. Тихомирова совместно с коллегами кафедры №13 и из г. Обнинска проводили кросс-верификацию программных кодов. Эта работа проводилась с целью оказания помощи в реализации замкнутого ядерного топливного цикла и создания реакторов БРЕСТ-ОД-300 и БН-1200. В проекте также участвовали студенты и аспиранты НИЯУ МИФИ. Был постоянный диалог с разработчиками программных кодов: любые проблемы, связанные с исходными данными, оперативно решались совместными усилиями сотрудников лаборатории и работников отрасли.
В рамках данного проекта были созданы специальные тестовые задачи, которые использовались для кросс-верификации кодов нового поколения. Для расчёта по некоторым требовательным к вычислительным ресурсам программам использовалась компактная супер ЭВМ (128 ядер) кафедры №5. По итогам данного тестирования удалось получить удовлетворительные результаты по всем направлениям расчётов: все отклонения были в пределах допустимых техническим заданием значений.
Одно из научных направлений было связано с проверкой комплексного моделирования внутриреакторных процессов и внешних этапов замкнутого ядерного топливного цикла. Напрямую ни одна из переданных для тестирования программ данные процессы комплексно не рассчитывала. Поэтому для одной из программ была начата разработка нового модуля для моделирования процессов выгорания, переработки и транспортировки ядерных материалов внутри ядерного топливного цикла: «Репрорыв» (Рецикл для Прорыва).
Разработчик «Репрорыва» – аспирант кафедры №5 Иван СальдиковРазработчик «Репрорыва» – аспирант кафедры №5 Иван Сальдиков: «Данный модуль позволит ответить на вопрос, какая из схем выгорания и переработки топлива внутри ядерного топливного цикла является наиболее оптимальной».
Подробней с проектом «Прорыв» можно ознакомиться на сайте управляющей организации ГК «Росатом» АО «Наука и инновации»: http://niirosatom.ru/wps/wcm/connect/nii/mainsite/about/proriv/