Справочник
предназначен, в первую очередь, для студентов и молодых специалистов,
намеренных работать или уже работающих на действующих объектах атомной
энергетики или в области разработки инновационных технологий. В справочнике для
всех атомных ядер представлены данные для расчёта нейтронных и фотонных полей и
их функционалов, а также характеристики радиационного распада радионуклидов.
Данные представлены в формате COLIBRY (Соmbined Library), ориентированном на
программы, реализующие групповые, подгрупповые и детальные методы решения
уравнения переноса. В отличие от предыдущего издания справочника, который был
размещён на этом сайте под тем же названием в 2021 г. и содержал библиотеку
КОЛИБРИ, основанную на библиотеке оцененных нейтронных данных ROSFOND-2010, в настоящем – расширенном – издании приводятся
также данные, полученные из современных версий национальных библиотек оцененных
ядерных данных: американской ENDF/B-VIII.0,
западно-европейской JEFF-3.3, японской JENDL-5.0 и китайской
CENDL-3.2; кроме этого, расширена номенклатура приводимых
данных; добавлен программно-процедурный инструмент, с помощью которого получены
библиотеки констант; приведены сравнения данных из этих библиотек.
|
СПРАВОЧНИК:
описание данных
и программно-процедурных
средств переработки
|
ENDF: национальные библиотеки оцененных данных
|
COLIBRY:
версии библиотек
КОЛИБРИ
|
ATLAS:
графики сравнения
данных
|
GRUCON:
пакет программ
и процедур
переработки
данных
|
|
Ядерные данные для расчёта
реакторов изащиты pdf (2.2Мб)
|
ROSFOND10_1
zip (79 Mб)
|
ROSFOND10_1
zip (602 Mб)
|
Нейтронные сечения
zip (118 Mб)
|
GRUCON
zip (20Mб)
|
|
Описание формата ENDF-6 pdf (5.7Мб)
|
ENDFB8_0
zip (447 Mб)
|
ENDFB8_0
zip (878 Mб)
|
Керма-факторы
zip (115 Мб)
|
|
|
Обоснование данных
РОСФОНД pdf (72Мб)
|
JEFF3_3
zip (1.8 Гб)
|
JEFF3_3
zip (1.16 Гб)
|
Факторы резонансной
самоэкранировки
zip (937 Мб)
|
|
|
Руководство
ГРУКОН pdf (4
Мб)
|
JENDL5_0
zip (3.0 Гб)
|
JENDL5_0
zip.0 (1.2 Гб)
|
Фото-атомные сечения zip (8 Mб)
|
|
|
|
CENDL3_2
zip (111 Mб)
|
CENDL3_2
zip (527 Mб)
|
Фото-ядерные сечения zip (6 Мб)
|
|
Благодарности:
составители справочника выражают свою благодарность Т.С.Кислицыной и В.Н.Кощееву,
внесшим большой вклад в создание библиотеки РОСФОНД и первой версии библиотеки
КОЛИБРИ; Г.М.Жердеву, внедрившему эту библиотеку в инженерную расчётную
программу MMК, а также выполнившему детальную проверку таблиц настоящей версии,
благодаря которой были выявлены и исправлены форматные ошибки; О.А.Васюковой,
обеспечившей размещение справочника в сети.
Контакты: mnikolaev@obninsk.ru; v.v.sinitsa@yandex.ru
Разъяснения назначения и содержания
1. Необходимость сохранения знаний
Справочник содержит
итоговые результаты анализа экспериментальных измерений, их теоретического
осмысления и верификации с использованием данных экспериментов на критических
сборках и действующих реакторах, выполнявшихся за истекшие 75 лет. Анализ
выполнялся группами высококвалифицированных специалистов разных стран, тесно
взаимодействовавших друг с другом, благодаря чему рекомендовавшиеся ими
оцененные ядерные данные год за годом сближались. Тем не менее, из-за наличия
противоречий в экспериментальных данных (превышение расхождений над
погрешностями, приписанными результатам) полного согласия между рекомендациями
групп специалистов разных стран до сих пор достигнуть не удалось. Поскольку
погрешности рекомендованных ядерных данных сложным образом коррелируют друг с
другом, на результаты расчёта важнейших характеристик хорошо изученных ядерных
реакторов эти противоречия сказываются слабо, и в каждой стране в проектных
расчётах успешно используются свои оцененные данные. В
результате интерес к повышению точности ядерных данных со стороны инженерной
практики угас и ни измерения ядерных данных, ни их оценка почти уже десять лет
в нашей стране не проводятся. У нас практически не осталось специалистов в этой
области. В сложившейся ситуации сохранение накопленных знаний о ядерных
данных представляется весьма актуальной. Это и являлось главной задачей,
которую ставили перед собой составители справочника. Поэтому в справочнике
сохранены все пять библиотек оцененных ядерных данных, представленных в
международном формате ENDF-6.
Эти библиотеки приводятся в разделе ENDF.
2. Справочные данные
Сохранение
знаний означает не только сохранение числовых значений этих данных, но и умения
ими пользоваться. Между тем форма представления оцененных данных в формате ENDF столь сложна, что рекомендовать их в
качестве справочных для широкого круга пользователей было бы не обоснованным
(чтобы осознать смысл некоторых из приводимых в этих библиотеках данных пользователь должен обладать помимо знаний своей прикладной области и
основ теории ядерных реакций, умением применять специально разработанные для
переработки оцененных данных сложные вычислительные методы). Необходимо было
привести оцененные данные к обозримому виду.
Это и было сделано с помощью пакета процессинговых модулей GRUCON,
предназначенного для преобразования оцененных данные в формы, пригодные для
использования в качестве справочных. Эти данные представлены в разделах COLIBRY и ATLAS.
В
разделе СПРАВОЧНИК приводятся текстовые описания приводимых в справочнике
данных. В частности, файл «Ядерные данные для расчета реакторов и защиты» содержит разъяснение
того, какие ядерные данные требуются для расчёта реакторов и защиты, и зачем
они используются (это, в своём роде учебное пособие). Далее там приводится
детальное описание формата представления ядерных данных в библиотеках COLIBRY и ATLAS. Содержание остальных файлов ясно из
их названия.
Раздел
COLIBRY
содержит 5 вариантов справочных ядерных данных, основанных на каждой из пяти
библиотек оцененных данных. В каждом варианте приводятся ядерные данные,
необходимые для расчёта полей нейтронов (нейтронные данные) и гамма-квантов
(гамма-данные), а также их функционалов – коэффициента
размножения нейтронов, энерговыделения, продуктов ядерных реакций и пр.
Приводятся также данные о характеристиках распада радионуклидов, образуемых в
ядерных реакциях, являющихся источниками вторичного нейтронного и
гамма-излучения. Полные наборы ядерных данных приводятся для всех нуклидов, способных
представлять интерес с ядерно-энергетической точки зрения (62 ядер-актинидов,
322 неделящихся изотопов, 50 многоизотопных элементов); сечения образования продуктов
реакций приводятся ещё для 252 ядер. Энергетические зависимости
нейтронных данных приводятся как в 299-групповом представлении, так и в
детальной форме (до ~200 тысяч точек по энергии).
Энергетические зависимости гамма-данных представлены в 127-групповом
приближении. Угловые зависимости групповых констант описываются, как правило, в
Р5-приближении. Во всех вариантах COLIBRY данные представлены в едином табличном формате,
детально описанном во втором разделе файла «Ядерные данные».
Раздел
ATLAS
содержит графики энергетических зависимостей ядерных данных, представленных в
библиотеках COLIBRY,
которые позволяют визуально ознакомиться с их содержанием. На графиках данные из всех пяти вариантов COLIBRY сравниваются между
собой. Приводятся также процентные различия между данными, основанными на
зарубежных оценках и данными, основанными на библиотеке ROSFOND-10.1.
В
файлах «Подгрупповые факторы резонансной самоэкранировки» приводятся
зависимости факторов резонансной самоэкранировки нейтронных сечений от сечения
разбавления рассматриваемого изотопа – как рассчитанные непосредственно на
основе детальных энергозависимостей нейтронных сечений, так и восстановленные
на основе подгрупповых параметров, подобранных для описания этих зависимостей. Заметим, что для редких изотопов, высокие
концентрации которых на практике не
встречаются, при подгрупповой аппроксимации факторов при низких сечениях
разбавления с целью минимизации числа подгрупп допускались заметные
расхождения.
Файл
«Обоснование РОСФОНД» содержит детальные обоснования отбора файлов для
библиотеки РОСФОНД. В нем для всех значимых изотопов приводятся графики
сравнения оцененных данных, принятых в РОСФОНД и в более ранних оценках с
экспериментальными данными. Они позволяют заинтересованным пользователям
осознать, сколь принятые оценки обоснованы совокупностью экспериментальных
данных; сколь существенных изменений в оценках требуют новые экспериментальные
данные (если таковые стали известны); не приведёт ли предлагаемая кем-либо
модернизация оцененных данных к противоречию с экспериментальными данными.
3. Оценка погрешностей
расчётных результатов
В
нескольких файлах оцененных данных кроме самих ядерных данных приводятся
результаты оценки их погрешностей. Поскольку, как отмечалось выше, погрешности
экспериментальных данных зачастую противоречивы, и они не являются
независимыми, т.к. измеряются, как правило, не сечения реакций, а их отношения
для разных реакций, для разных энергий, для разных ядер и к тому же в оценках
погрешностей велика роль человеческого фактора, однозначного метода оценки
погрешностей усреднённых (оцененных) данных не существует и, естественно,
результаты независимых оценок
погрешностей оцененных данных отличаются друг от друга. К тому же объём данных
о погрешностях с учётом информации о ковариациях между погрешностями весьма
велик и нелёгок для анализа. Результаты предыдущих исследований,
приведённые в первом разделе файла «Ядерные данные», показали, что
несмотря на то, что независимо выполненные оценки погрешностей ядерных данных
для важнейших реакторных материалов между собой согласуются неплохо,
расхождения между этими оценками и различием в оцененных данных из разных
библиотек весьма велики. Таким образом, оценивать погрешности расчётных
результатов на основе их оцененных погрешностей нет достаточных оснований.
Единственным обоснованным методом оценки погрешностей расчётных результатов
является анализ разброса этих результатов, выполненных на основе независимых
(более-менее) оцененных данных из имеющихся библиотек.
Настоящий справочник
позволяют пользователям реализовать такую возможность: данные, представленные в
библиотеках COLIBRY,
позволяют использовать их для выполнения расчётов всеми современными расчётными
методами и даже их комбинациями (например, при расчётах реакторов с высоким
выгоранием методом Монте-Карло нет необходимости учитывать детальные
энергетические зависимости сечений для продуктов нейтронных реакций). Конечно,
как усреднить десять различий между результатами расчётов по пяти вариантам
констант – дело пользователя.
4. Подключение расчётных программ к справочнику и расширение его содержания
Для
подключения расчётной программы к базе данных COLIBRY требуется располагать
программой преобразования ядерных данных из формата COLIBRY в формат расчётной
программы. Во всех НИИ и КБ, имеющих отношение к ядерной отрасли, имеется
множество вычислительных программ, используемых для расчёта полей излучения в
реакторах и радиационной защите. Однако все эти программы являются
собственностью соответствующих организаций, и составители справочника не имели
права в открытом доступе сообщать сведения об этих программах, и потому
справочник не снабжен средствами подключения к расчётным программам. Тем НИИ,
КБ и ВУЗам, которые пожелают воспользоваться библиотеками справочника в
качестве источника данных придётся самим писать программы доступа. Поскольку
формат представления информации в базе данных COLIBRY детально описан в файле
«ядерные данные», эта задача вполне разрешима в
случае возникновения такой потребности. В настоящее время доступ к некоторым
зарубежным вычислительным программам практически закрыт или ограничен старыми
версиями, как, например, к программе расчёта полей излучения методом
Монте-Карло MCNP. Тем не менее GRUCON предоставляет возможность готовить для
неё файлы в формате ACE (впрочем, как и для других программ, в других форматах – MATXS, СССС, EAF), поскольку
описания форматов не являются закрытой информацией. Инструкции по подготовке
данных в этих форматах приведены в документе «Руководство ГРУКОН». По мере
выпуска новых версий библиотек оцененных ядерных данных пакет программ и
процедур GRUCON, приведённый в справочнике, может быть использован для
пополнения базы данных COLIBRY. В настоящее время ведётся работа по
дополнению справочника данными ENDF/B-VIII.1.
