Մոսկվայի ֆիզիկատեխնիկական ինստիտուտի գիտնականները Շվեյցարիայի և ԱՄՆ-ի գործընկերների հետ միասին գնահատել են տուրբուլենտության տարածված մոդելների ճշգրտությունը՝ հեղուկ վառելիքով աշխատող հեռանկարային միջուկային ռեակտորների ջերմային ռեժիմների հաշվարկման համար։ Հետազոտության արդյունքները հրապարակվել են Nuclear Engineering and Design ամսագրում։
Գիտնականների աշխատանքը կօգնի ինժեներներին ավելի ճշգրիտ կանխատեսել IV սերնդի երկհեղուկային միջուկային ռեակտորների ջերմային վիճակը բնական շրջանառության ռեժիմում։ Նման հաշվարկները կարևոր են սառեցման համակարգերի նախագծման համար, որոնք պետք է գործեն ինքնուրույն՝ առանց արտաքին էլեկտրամատակարարման և օպերատորի միջամտության։
Ի տարբերություն ներկայիս ատոմակայանների մեծ մասի, որտեղ օգտագործվում է պինդ միջուկային վառելիք, IV սերնդի երկհեղուկային ռեակտորներում վառելիքը հեղուկ վիճակում է և շրջանառվում է առանձին կոնտուրով, իսկ ջերմակիրն հալված կապարն է։ Այս տեխնոլոգիան մոտ 30%-ով ավելի արդյունավետ է, քան ավանդական ջրային ռեակտորները, և հնարավորություն է տալիս վառելիքը վերամշակել անընդհատ։
Սակայն հեղուկ վառելիքի ջերմափոխանակության առանձնահատկությունները լուրջ մարտահրավեր են ստեղծել ինժեներների համար։ Եթե ջրի և օդի դեպքում ջերմությունը հիմնականում փոխանցվում է տուրբուլենտ խառնման միջոցով, ապա հեղուկ մետաղներում այն տարածվում է հիմնականում մոլեկուլային փոխազդեցությունների շնորհիվ, ինչի համար գործող ինժեներական մոդելները նախատեսված չեն։
Հետազոտության շրջանակում գիտնականները սուպերհամակարգչային մոդելավորման միջոցով ուսումնասիրել են փորձարարական Dual Fluid Reactor-ը և ստացված տվյալները համեմատել տուրբուլենտության երկու հայտնի մոդելների՝ RSM BSL-ի և k-omega-SST-ի արդյունքների հետ։
Պարզվել է, որ k-omega-SST մոդելն առավել ճշգրիտ է նկարագրում հեղուկ մետաղների ջերմահիդրավլիկան, մինչդեռ ավելի բարդ RSM BSL մոդելը որևէ առավելություն չի ցուցաբերել ուսումնասիրված սցենարներում։
Հետազոտության հեղինակները ոչ միայն բացահայտել են մոդելների միջև տարբերությունները, այլև քանակապես գնահատել դրանց ճշգրտությունը տարբեր պայմաններում։ Սա թույլ կտա ինժեներներին ընտրել ամենահուսալի հաշվարկային մոդելը՝ առանց բոլոր դեպքերում ժամանակատար և ծախսատար սուպերհամակարգչային մոդելավորման անհրաժեշտության։
Գիտնականների կարծիքով՝ ստացված արդյունքները կօգտագործվեն IV սերնդի երկհեղուկային ռեակտորների վթարային սառեցման համակարգերի նախագծման ժամանակ։ Նման ռեակտորները համարվում են միջուկային էներգետիկայի ամենահեռանկարային ուղղություններից մեկը, քանի որ հնարավորություն են տալիս բազմակի օգտագործել ուրանը և նվազեցնել ռադիոակտիվ թափոնների ծավալը։
Source: https://news.am/hy/news/1051940