Совместные расчеты физиков России и США повысят сейсмостойкость АЭС
Ученые из России и США создали метод точного расчета сейсмостойкости атомных станций. О разработке 24 сентября рассказал Центр научной коммуникации Московского физтеха. Эту информацию сообщает издание ТАСС.
Подход учитывает неоднородность железобетона, включая отдельные стержни арматуры в стенах и куполе. Алена Фаворская из МФТИ, ведущий научный сотрудник, пояснила: в модели металлические прутья отмечают в качестве неоднородностей расчетной зоны и не осредняют. Сеточно-характеристический метод на сетках декартова и криволинейного типов, по ее словам, позволяет произвольно задавать геометрию объекта, менять степень армирования и вид сейсмической нагрузки. Кроме того, он верно учитывает, как упругие волны многократно переотражаются внутри конструкции.
После катастрофы на АЭС Фукусима-1 в 2011 году сейсмостойкость станций стала одним из главных вопросов ядерной безопасности. Повреждение реактора грозит загрязнением окружающей среды, разрушениями и гибелью людей. Стендовые испытания конструкций стоят дорого, поэтому ученые обращаются к компьютерному моделированию.
Раньше такие расчеты не давали нужной точности. Причина — продольные и поперечные волны по-разному взаимодействуют с бетоном и сталью. Арматура нередко работает как отражатель и создает многократные переотражения. Прежде это не принимали во внимание.
Исследователи применили сеточно-характеристический подход и разделили модель станции на два вида сеток в зависимости от геометрии компонентов. Это сберегло вычислительные ресурсы, не ухудшив точность. Затем они построили три компьютерные модели железобетонной АЭС с разным армированием и проверили, как на них действуют оба типа сейсмических волн.
Расчеты показали разницу между сильными и слабыми землетрясениями по воздействию на фундамент. Разрушения от продольных и поперечных волн тоже оказались неодинаковыми. Поперечные колебания повреждают большую площадь основания, однако для реакторного отсека опаснее продольные. Эти данные помогут проектировать более надежные станции и оптимально расходовать ресурсы при строительстве.
