ПРОЕКТ PHEBUS

Проект PHEBUS — это проводившийся в течение почти 20 лет натурный эксперимент по расплавлению активной зоны реактора, организованный Институтом радиационной защиты и ядерной безопасности (IRSN) Франции. В проекте использовались настоящие топливные сборки, содержащие двуокись урана. При нагревании в них происходили все те процессы, которые происходят при тяжелой аварии в ядерном реакторе.

Ниже приведен типичный пример расплавления исследуемой топливной сборки в ходе эксперимента PHEBUS. Следует отметить, что процессы плавления являются сильно нелинейными. Если температура достигает некоего критического значения, то основную роль начинают играть реакции водяного пара с циркониевой оболочкой сборки. Процессы физико-химического взаимодействия водяного пара и циркониевой оболочки изучались на тигельных экспериментах, которые проводились совместно с ОАО «ГНЦ НИИАР» (г. Димитровград). В ИБРАЭ РАН была разработана диффузионная модель, откалиброванная на этих тигельных экспериментах. Данная модель послужила основой для расчета процессов, которые исследовались в эксперименте PHEBUS.

Радиографические исследования состояния топливной сборки до и после экспериментов PHEBUS FP.

Окисление кориума в результате взаимодействия расплава Zr со стенками тигля из ZrO₂ (FZK).

Результаты расчета взаимодействия материалов и окисления кориума в экспериментах FZK с применением модели ИБРАЭ РАН.

Применение модели ИБРАЭ РАН для интерпретации наблюдений окисления ванны расплава кориума в крупномасштабных экспериментах PHEBUS FP.

После аварии на АЭС «Фукусима Дайичи» интерес к такого рода процессам во всем мире значительно повысился. МАГАТЭ объявила новую программу развития подобных моделей. Это позволяет с уверенностью утверждать, что разработанная в ИБРАЭ РАН модель диффузии, как и модель конвекции в расплаве кориума, имеет хорошие перспективы практического применения.

Экспериментальная установка PHEBUS использовалась при верификации программного модуля AERMOD (предназначен для описания поведения продуктов деления и радиоактивных аэрозолей) Программно-технического комплекса «Виртуально-цифровая АЭС с ВВЭР».

© Отделение разработки программного обеспечения для анализа безопасности АЭС