Разработка библиотеки математической модели кинетики ядерного реактора на языке программирования PYTHON

Abstract

Изучаются актуальные проблемы эффективного управления ядерными реакторами с применением современных методов. Основное внимание уделяется созданию модели точечной кинетики реактора, которая учитывает нелинейные факторы и работает достаточно быстро. Для создания модели используется язык программирования Python, предоставляющий доступ к множеству библиотек и инструментов моделирования. Описываются основные способы моделирования ядерных реакторов, включая метод Монте-Карло, диффузионное приближение и кинетическое моделирование, а также принцип работы динамической модели реактора. Созданная библиотека на Python объединяет статическую и динамическую составляющие для определения параметров реактора и их изменений во времени. Представлены результаты моделирования, демонстрирующие поведение реактора при внезапных изменениях реактивности с учётом обратной связи. Разработанная модель имеет открытый исходный код, что позволяет учёным и инженерам использовать её для анализа, оптимизации и управления ядерными реакторами, способствуя развитию технологий и распространению знаний в этой области

This study addresses pressing issues in the efficient control of nuclear reactors using modern methods. The primary focus is on developing a point kinetics model of a reactor that accounts for nonlinear factors while ensuring computational effi-ciency. The Python programming language is used for model development, offering access to a wide range of libraries and simu-lation tools. The research outlines the principal methods of nuclear reactor modeling, including the Monte Carlo method, diffu-sion approximation, and kinetics modeling, as well as the principles underlying the dynamic reactor model. The developed Py-thon library integrates both static and dynamic components to determine reactor parameters and their temporal variations. Simulation results are presented, showcasing reactor behavior during sudden reactivity changes while considering feedback effects. The developed model is open-source, enabling scientists and engineers to use it for analyzing, optimizing, and managing nuclear reactors, thereby contributing to technological advancements and knowledge dissemination in this field