МНОГОСТЕПЕНЕН ПОДХОД ЗА АНАЛИЗ НА ПРОЦЕСИ, ПРОТИЧАЩИ В ЯДРЕНИТЕ РЕАКТОРИ
Основното направление на получените резултати от изпълнението на настоящия пакет ще бъде приложимо към водо-водните реактори от тип ВВЕР (ВВЕР–1000) или PWR (AP-1000). Идеята се състои във възможността да се приложи иновативен многостепенен подход за анализ на процеси, протичащи в ядрените реактори на основата на национална база данни от готови резултати от пресмятания или свързано с нея използване на определени кодове, когато е необходимо. За генериране на такива данни, ще се концентриране върху използването на базови достъпни (open-source) кодове. Част от задачите ще бъдат свързани с изследване на изчислителните възможности на кодовете. Очакванията са да се разработи модел за тяхното свързване и прилагането на информационни схеми на модели от ниска към висока прецизност (fidelity), с цел намиране на оптимална комбинация между точност и изчислителна ефективност. Изследването ще засегне две основни области: режими на нормална експлоатация на ядрените реактори както и аварийни режими в обем, определен в рамките на изпълнението на проекта.
Ще бъде обоснована научна изследователска база като част от националната база от различни режими, като ще се включат източниците на неопределеностите и тяхното възможно разпространение по време на изчисленията.
Ще бъде направен опит да се събере достъпния национален експлоатационен опит натрупан в използването на водо-водни ядрени реактори, като се набляга на приложните резултати. Също така ще се съберат и категоризират за ефективен достъп експериментални данни и тестови/benchmark проблеми за водо-водните реактори от тип ВВЕР (ВВЕР–1000) или PWR (AP-1000) от различни обществено достъпни източници като Международна агенция по атомна енергия (IAEA) и Агенция по ядрена енергия (NEA) към Организацията за икономическо сътрудничество и развитие (OECD).
Допълнително, в проекта се предвижда участие в анализирането и последващото разработване на предложения за нормативни документи, свързани с малките модулни реактори от четвърто поколение (Gen4).
Работни задачи
Задача 1.1. (Зад11) Избор на базови open-source кодове. Изследване на техните изчислителни възможности
Предстои да бъде определено колко типа и кои програми ще бъдат използвани за тестване на готови данни. Като цяло ще бъдат анализирани възможностите да се използва една термомехнична, една топлофизична, неутронно-физична и др. обосновани кодове за целите на свързването. Програмите (кодовете) ще бъдат анализирани и ще бъдат идентифицирани основните изчислителни алгоритми, както и възможните точки на свързване на получените данни. Ще бъде направено уточняване на валидационния статус на програмите на базата на предварително изпълнени достъпни анализи. Ще се разгледат очакваните режими към които ще бъде приложимо свързването. Ще бъдат разгледани двете възможности за работа: едната за условията за нормална експлоатация а другата за определени класове от аварийни режими.
Водещ изследовател: доц. д-р Пламен Петков
Задача 1.2. (Зад12) Изследване на избор на хардуер и обосноваване на оборудване за изчислителен център за нуждите на пресмятания със свързани кодове
Обосноваване на оборудване за изчислителен център за нуждите на специализирани пресмятания със свързани компютърни програми. Ще се обоснове и закупи компютърен хардуер и съответните операционни системи.
Водещ изследовател: доц. д-р Христо Илиев
Задача 1.3. (Зад13) Обосноваване на изследователска база от данни като част от националната база от различни режими на управление на ЯЕУ
Изследване на функционални интерфейси като свързващи рамки на многомащабни/многостепенни схеми за анализ на ядрените реактори. Ще се изследват подходи за информация на модели от висока към ниска прецизност (fidelity) с цел намиране на оптимална комбинация между точност и изчислителна ефективност. Развитие на свързващ стандарт позволяващ безпроблемни интеграции на независими обекти. Тъй като комуникацията е стандартизирана, капсулирането на симулационен инструмент и модел позволява този инструмент и модел да бъдат съчетани с всеки друг. Този подход се противопоставя на създаването на специални програма-към-програма свързващи интерфейси и дава възможност за по-устойчив подход към кодовото свързване в ядреното инженерство.
Водещ изследовател: проф. д-р Костадин Иванов
Задача 1.4. (Зад14) Развитие на процедури за интегриране на анализ на неопределеността с многостепенен подход за анализ на процеси, протичащи в ядрените реактори
Водещ изследовател: проф. д-р Мария Аврамова
Задача 1.5. (Зад15) Моделиране на изменение на концентрацията на борна киселина при нормална експлоатация и преходни режими за целите на неутронно-физичните пресмятания. Отчитане корекционния водохимичен режим
Водещ изследовател: доц. д-р Боян Тодоров
Задача 2.1. (Зад21) Разработване на модел за свързване на избран софтуер в задача 1.1 и бази данни на базата на изкуствения интелект/Machine learning
Разработване на модел за свързване на програмите. Моделът за свързване на програмите се очаква да бъде аналитичен. Ще се анализира и приложимостта на Изкуствен Интелект – ИИ (Artificial Intellect – AI). Създаване на университетска “ИИ/AI инфраструктура” в подкрепа на усъвършенстваното (генеративно) използване на ИИ/AI в ядрената енергетика (ИИ4ЯЕ/AI4NE). Ще се търси сътрудничество с Института по компютърни науки, изкуствен интелект и технологии (INSAIT)-СУ.
Необходимата ИИ/AI инфраструктура включва “меки” компоненти, които са извън традиционния възглед за инфраструктурата като физическо оборудване. Инфраструктурата (определена като капацитет за научни изследвания) включва както хардуер, съвместим с ИИ/АИ, така и необходимите “меки” компоненти (напр. набори от данни с ядрена квалификация, база от знания, платформи за Machine Learning (ML)/ Машинно Обучение (МО) и модел на фондация ИИ4ЯЕ (AI4NE).
Водещ изследовател: доц. д-р Христо Илиев
Задача 2.2. (Зад22) Оборудване и тестване на изчислителен център
Водещ изследовател: доц. д-р Христо Илиев
Задача 2.3. (Зад23) Обосноваване на изследователска база като част от националната база от различни режими като ще се включат източниците на неопределеностите и тяхното възможно разпространение по време на изчисленията
Водещ изследовател: проф. д-р Костадин Иванов
Задача 2.4. (Зад24) Развитие на процедури за интегриране на анализ на неопределеността с многостепенен подход за анализ на процеси, протичащи в ядрените реактори
Развитие на процедури за интегриране на анализ на неопределеността с многостепенен подход за анализ на процеси, протичащи в ядрените реактори. Приложими за водо-водните реактори от тип ВВЕР (ВВЕР–1000) или PWR (AP-1000). Сътрудничество с IAEA и NEA/OECD – WPRS (The Working Party on Scientific Issues and Uncertainty Analysis of Reactor Systems (WPRS) of the OECD Nuclear Energy Agency (NEA)) and International School on Simulation of Nuclear Reactor Systems (SINUS).
Водещ изследовател: проф. д-р Мария Аврамова
Задача 2.5. (Зад25) Обосноваване на интегрирани системи и методите за ускорено пресмятане
Изследване на функционални интерфейси като свързващи рамки на многомащабни/многостепенни схеми за анализ на ядрените реактори.
Водещ изследовател: проф. д-р Костадин Иванов
Задача 2.6. (Зад26) Изследване на функционални интерфейси като свързващи рамки на многомащабни/многостепенни схеми за анализ на ядрените реактори
Водещ изследовател: проф. д-р Мария Аврамова
Задача 2.7. (Зад27) Тестване на разработената инфраструктура
Инсталиране и тестване на разработената инфраструктура, обединяваща резултатите от изпълнението на задачите до настоящия момент
Водещ изследовател: доц. д-р Христо Илиев
Задача 3.1. (Зад31) Обосноваване на изследователска база като част от националната база от различни режими като ще се включат източниците на неопределеностите и тяхното възможно разпространение по време на изчисленията
Водещ изследовател: проф. д-р Костадин Иванов
Задача 3.2. (Зад32) Развитие на процедури за интегриране на анализ на неопределеността с многостепенен подход за анализ на процеси, протичащи в ядрените реактори
Водещ изследовател: проф. д-р Мария Аврамова
Задача 3.3. (Зад33) Финализиране на национална база от достъпен софтуер (open-source software)
Водещ изследовател: проф. д-р Костадин Иванов
Задача 3.4. (Зад34) Финализиране на национална банка от достъпни данни и тестови проблеми
Водещ изследовател: доц. д-р Пламен Петков
Задача 3.5 (Зад35) Финализиране на университетска “ИИ/AI инфраструктура”
Водещ изследовател: доц. д-р Пламен Петков
Задача 4.1. (Зад41) Разработване на предложение за нормативна база за използване на малки модулни реактори
Водещ изследовател: Милена Димитрова
Задача 4.2. (Зад42) Провеждане на научна конференция по темата за “Развитието на системи за запазване на ядрените знания”
Водещ изследовател: доц. д-р Пламен Петков
Задача 0-ок. (Зад0-ок) Разработване на процедура за управление на дейността и осигуряване качеството на проекта
Водещ изследовател: Милена Димитрова