Теплофизические аспекты моделирования процессов фазовых превращений в охлаждаемом расплаве высокотемпературного кориума при тяжелых авариях реакторов на АЭС

Проект направлен на выявление особенностей и закономерностей тепломассобмена в многофазной системе химически активно взаимодействующих компонентов расплава элементов активной зоны и специальных оксидных теплоэнергопоглащающих, а также иммобилизующих радионуклиды жертвенных материалов с целью удержания формирующегося радиоактивного кориума в контролируемом тепловом и фазовом состоянии при тяжелых авариях реакторов на АЭС. Актуальность этого направления проявляется в области радиационной безопасности, в частности, при создании внекорпусных устройств локализации расплава (УЛР) как дополнительного сдерживающего барьера на пути распространения продуктов аварии в случае разрушения корпуса ректора. Существующие трудности с определением пропорций состава кориума и нерешённые вопросы с организацией движения его металлических и неметаллических компонент в УЛР делают весьма дорогостоящим проводимое на стендовых установках экспериментальное изучение механизмов формирования возможных свойств кориума во всем диапазоне их вариаций как при высоких температурах расплава, так и при его охлаждении и кристаллизации, обусловливая необходимость комплексной постановки задач расчетного моделирования протекающих тепломассобменных процессов в их взаимозависимости с идущими фазовыми превращениями. В рамках данного проекта на базе методов синергетического подхода предполагается создать программную модель расчетных исследований многообразных эффектов указанного взаимодействия, проявляющихся согласно имеющимся экспериментальным данным в переходных динамических явлениях на уровне неавтономных и объемных фаз при охлаждении и кристаллизации кориума, но лишь частично отраженных отдельными стадиями в известных специализированных программных кодах и приближенных аналитических моделях. Предусматривается использование данной модели для оценки кинетики процессов и изучения условий предотвращения опасного появления вторичных очагов повышенной радиоактивности, связанных с локальным скоплением более тяжелого, относительно всего расплава, радиоактивного вещества, а также анализ возможностей пассивного управления выходом компонентов в газовую фазу и совершенствования конструкций УЛР с учетом фундаментальных и прикладных аспектов взаимосвязи тепломассобменных процессов и фазовых превращений в них.