ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ, МАШИНОСТРОЕНИЯ, МЕХАНИКИ И ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ
[Академик-секретарь Отделения академик В.Е. Фортов]
Теплофизика
Разработана трехжидкостная модель двухфазных течений, которая может быть положена в основу теплогидравлических кодов (расчетных программ) нового поколения. Эти коды, предназначенные для расчета стационарных, переходных и аварийных режимов атомных и тепловых энергетических установок и технологических аппаратов с двухфазными теплоносителями, составляют основу математических моделей этих установок. Они позволяют оценивать работу установок с существенно более высоким уровнем детализации рабочих процессов, большей надежностью и меньшими технологическими затратами. (ИВТ РАН)
С целью выявления определяющих факторов и кинематических закономерностей волн разрушения проведена серия экспериментов с высокотвердыми хрупкими материалами различной природы: стекла различной твердости, керамики, монокристаллы. Волны разрушения наблюдались в четырех типах стекла. Скорость волны разрушения несколько возрастала с увеличением напряжения сжатия; процесс становился нестабильным вблизи порога разрушения. В экспериментах с керамическими материалами (окись алюминия и карбид бора) и монокристаллами кварца и кремния формирование волн разрушения не обнаружено. (ИТЭС ОИВТ РАН)
Выполнено экспериментальное определение ударной адиабаты фуллерена С60 и скорости звука в ударно-сжатом фуллерене С60 в диапазоне давлений 0.3–40 ГПа. Установлено, что полное фазовое превращение фуллерена в алмаз происходит при давлении около 37 ГПа. На экспериментальных профилях массовой скорости обнаружен ряд особенностей, которые могут быть связаны с выделением энергии за фронтом ударной волны. (ИТЭС ОИВТ РАН)
Разработана оригинальная методика и получены новые данные о скоростях звука и соотношении продольной (вдоль оси С) и объемной сжимаемости монокристаллического цинка при сжатии до 12 ГПа и растяжении до –2 ГПа, которые дают основание ожидать изменение его кристаллической структуры под действием растягивающих напряжений порядка 3–4 ГПа или меньше. При таких растяжениях продольная сжимаемость становится равной объемной, что может означать потерю механической устойчивости кристалла. (ИТЭС ОИВТ РАН)
Разработана теория, на основании которой дано объяснение ряду экспериментально наблюдаемых эффектов самодиффузии в кристаллах: «компенсационным» закономерностям, наблюдаемым при высоких температурах, «вневакансионной» самодиффузии, обнаруживаемой при низких температурах в квантовых кристаллах, равенству коэффициентов самодиффузии для изоструктурных металлов при их температурах плавления. (ИПГ ДНЦ РАН)
Атомная энергетика
В вычислительном эксперименте методами стохастической динамики проведён анализ закономерностей радиационного загрязнения окружающей среды при авариях на объектах атомной промышленности. Разработанные методы применены для расчёта распространения радиоактивного аэрозоля при конкретной аварии на Сибирском химическом комбинате в 1994 году. (ИТЭС ОИВТ РАН)
Проведен термодинамический анализ химического равновесия и фазового состава в системе UO2 – PuO2 – C – N2 – H2. Получены новые данные по термодинамическим свойствам соединений урана и плутония, проведено моделирование различных систем, содержащих эти элементы, в широком диапазоне температур и давлений. (ИТЭС ОИВТ РАН)
Разработана модифицированная версия интегрированной компьютерной системы NOSTRADAMUS, предназначенная для обеспечения поддержки принятия решений на региональном уровне при выбросах радиоактивных веществ в атмосферу. Система использует данные метеорологического прогноза Росгидромета, передаваемые по каналам связи и работает в реальном времени. В систему внедрен специальный блок, позволяющий осуществлять анализ экологической обстановки вокруг промышленных объектов. Система является частью создаваемой Российской системы кодов для анализа тяжелых аварий на АЭС. Для системы NOSTRADAMUS разработан блок расчета переноса токсичных веществ и токсидоз, позволяющий оперативно анализировать обстановку при аварийных выбросах токсичных веществ на объектах газовой отрасли и химической промышленности. (ИБРАЭ РАН)
Проведены теоретические исследования удержания расплава ядерного топлива в корпусе реактора при тяжелой аварии на АЭС, сопровождающейся расплавлением активной зоны, в частности, свободной конвекции тепловыделяющей жидкости. Впервые, по отношению к жидкости с внутренними источниками тепла, разработан метод аналитических оценок, базирующийся на общих принципах, связанных со свойствами симметрии, законами сохранения физических величин, а также соображениями размерности и подобия. Метод позволил произвести классификацию физических режимов конвекции и получить полуколичественные закономерности теплоотдачи жидкости с внутренними источниками тепла во всем представляющем практический интерес диапазоне параметров. Кроме того, проанализированы особенности свободной конвекции в зависимости от геометрии емкостей, содержащих тепловыделяющую жидкость. (ИБРАЭ РАН)
Разработаны научные основы построения системы нормирования показателей надежности, обеспечивающих безопасность систем АЭС при функционировании их в различных природно-климатических условиях. Рассмотрены модели действующей и усовершенствованной схемы электроснабжения, резервирования электроснабжения собственных нужд АЭС с учетом воздействия на них неблагоприятных природно-климатических условий (ОЭП СНЦ РАН).
|
