nucВестник НЯЦ РКNNC RK Bulletin1729-75161729-7885Национальный ядерный центр Республики Казахстан10.52676/1729-7885-2026-3-142-150nuc-1092Research ArticleСтатьиИССЛЕДОВАНИЕ КОРРЕЛЯЦИОННЫХ СВЯЗЕЙ МЕЖДУ СОСТАВЛЯЮЩИМИ КОМПОНЕНТАМИ ЭНЕРГОВЫДЕЛЕНИЯ В РЕАКТОРЕ ИГРA STUDY OF THE CORRELATIONS AMONG THE COMPONENTS OF ENERGY RELEASE IN AN IGR REACTORЖеңісД. Т.ZhengisD. T.

Курчатов

Kurchatov

zhengis@nnc.kzЖанболатовО. М.ZhanbolatovO. M.

Курчатов

Kurchatov

МухамедовН. Е.MukhamedovN. Ye.

Курчатов

Kurchatov

ИркимбековР. А.IrkimbekovR. A.

Курчатов

Kurchatov

ВитюкГ. А.VityukG. A.

Курчатов

Kurchatov

Филиал «Институт атомной энергии» РГП НЯЦ РККазахстанBranch “Institute of Atomic Energy” RSE NNC RKKazakhstan20261610202603142150Copyright © Жеңіс Д.Т., Жанболатов О.М., Мухамедов Н.Е., Иркимбеков Р.А., Витюк Г.А., 20262026Жеңіс Д.Т., Жанболатов О.М., Мухамедов Н.Е., Иркимбеков Р.А., Витюк Г.А.Zhengis D.T., Zhanbolatov O.M., Mukhamedov N.Y., Irkimbekov R.A., Vityuk G.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journals.nnc.kz/jour/article/view/1092

В работе представлены результаты исследования взаимосвязи между мгновенной и запаздывающей компонентами энерговыделения в активной зоне импульсного исследовательского реактора ИГР при холодном состоянии активной зоны. С использованием программного кода MCNP6 выполнена серия расчетов мгновенного и запаздывающего энерговыделения с высокой статистической точностью, получены детальные данные о пространственном распределении энерговыделения по всем колоннам и блокам активной зоны и отражателя. Для количественной оценки взаимосвязи применен ранговый коэффициент корреляции Спирмена, значения которого для всех исследованных колонн превысили 0,98, что свидетельствует о наличии монотонной статистической зависимости между мгновенным и запаздывающим энерговыделением. Методом наименьших квадратов в логарифмическом масштабе определены параметры степенной зависимости запаздывающего энерговыделения от мгновенного энерговыделения для восьми типов колонн; коэффициент детерминации R² > 0,97 подтверждает адекватность моделей. При этом подчеркивается, что установленная корреляционная связь не является доказательством причинно-следственной связи между мгновенным и запаздывающим энерговыделением, а отражает влияние нейтронного поля на формирование обоих компонентов энерговыделения. В отличие от традиционного подхода, предполагающего прямой расчет запаздывающей компоненты, предложенный подход позволяет оценивать запаздывающее энерговыделение по значениям мгновенного энерговыделения с использованием полученных степенных зависимостей. Полученные результаты могут быть использованы для ускорения нейтронно-физических расчетов при многовариантном анализе экспериментальных конфигураций, а также при разработке сопряженных методик моделирования для реакторных исследований.

The paper presents the results of a study on the relationship between the prompt and delayed components of energy release in the core of the pulsed research reactor IGR at the cold state. Using the MCNP6 code, a series of high-precision prompt and delayed energy release calculations was performed, yielding detailed data on the spatial distribution of energy release over all columns and blocks of the core and reflector. The Spearman rank correlation coefficient, applied to quantify the relationship, exceeded 0.98 for all analyzed columns, indicating a monotonic statistical relationship between the components. Parameters of a power-law approximation were determined by the least-squares method in logarithmic coordinates for eight column types, with a coefficient of determination R² above 0.97 confirming the adequacy of the models. It is emphasized that the established correlation does not prove a cause-and-effect relationship, but reflects the joint influence of a single neutron field on the formation of both energy release components. Unlike the conventional approach requiring direct calculation of the delayed component, the developed reconstructive approach allows the delayed energy release to be estimated from the prompt component using the proposed approximating dependences. The results can be used to speed up neutronic calculations in multi-variant analysis of experimental configurations and in the development of coupled simulation methodologies for reactor studies.

нейтронно-физическая моделькорреляционная связьMCNPактивная зона ИГРэнерговыделениемгновенныезапаздывающие компонентакоэффициент Спирменаneutronic modelingcorrelationMCNPIGR reactor coreenergy releaseinstantaneous and delayed componentsSpearman’s correlation coefficientРабота выполнена в рамках проекта грантового финансирования AP23490508 «Разработка концептуального проекта большого импульсного исследовательского реактора на тепловых нейтронах»ReferencesЖанболатов О.М., Иркимбеков Р.А. Особенности расчета мощности элементов экспериментального устройства для реакторных испытаний на игр. Вестник НЯЦ РК. 2020;(2):55-60. https://doi.org/10.52676/17297885-2020-2-55-60Zhanbolatov O.M., Irkimbekov R.A. Features of Power Calculation of Experimental Device Elements for Reactor Tests at the IGR Reactor. Bulletin of the National Nuclear Center of the Republic of Kazakhstan. 2020;(2):55–60. DOI: 10.52676/1729-7885-2020-2-55-60.Ruslan A. Irkimbekov, Vladimir A. Vityuk, Galina A. Vityuk, Olzhas M. Zhanbolatov, Artur S. Surayev, Yuri A. Popov, Andrey N. Kotlyar Development of a new computational support tool for experiments in the impulse graphite reactor // Nuclear Engineering and Design 2025, 443, 114278, https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2025.114278.Irkimbekov R.A., Vityuk V.A., Vityuk G.A., Zhanbolatov O.M., Surayev A.S., Popov Yu.A., Kotlyar A.N. Development of a New Computational Support Tool for Experiments in the Impulse Graphite Reactor. Nuclear Engineering and Design. 2025. Vol. 443. Article 114278. DOI: 10.1016/j.nucengdes.2025.114278.Vurim A.D., et al. The IGR reactor research capabilities // Annals of Nuclear Energy.– 2018.– Vol. 113.– P. 126–132.Vurim A.D., et al. The IGR Reactor Research Capabilities. Annals of Nuclear Energy. 2018. Vol. 113. P. 126–132.MCNP-6.1 Monte-Carlo N-Particle Transport Code: Los Alamos National Laboratory.MCNP6.1 Monte Carlo N-Particle Transport Code. Los Alamos National Laboratory.Chadwick M.B. et al. ENDF/B-VII.1 Nuclear Data for Science and Technology: Cross Sections, Covariances, Fission Product Yields and Decay Data. Nuclear Data Sheets. 2011. Vol. 112, No. 12. P. 2887–2996. DOI:10.1016/j.nds.2011.11.002.Chadwick M.B., et al. ENDF/B-VII.1 Nuclear Data for Science and Technology: Cross Sections, Covariances, Fission Product Yields and Decay Data. Nuclear Data Sheets. 2011. Vol. 112, No. 12. P. 2887–2996. DOI: 10.1016/j.nds.2011.11.002.Спирмен Ч. Доказательство и измерение связи между двумя вещами // Американский журнал психологии. – 1904. – Т. 15, № 1. – С. 72–101. DOI: 10.2307/1412159.Spearman C. The Proof and Measurement of Association between Two Things. The American Journal of Psychology. 1904. Vol. 15, No. 1. P. 72–101. DOI: 10.2307/1412159.Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. – М.: Вильямс, 2016. – 912 с.Draper N.R., Smith H. Applied Regression Analysis. 3rd ed. New York: Wiley, 1998.Кобзарь А.И. Прикладная математическая статистика. – М.: Физматлит, 2006. – 816 с.Kobzar A.I. Applied Mathematical Statistics. Moscow: Fizmatlit, 2006. 816 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.