Trong lĩnh vực công nghệ nhiên liệu hạt nhân, để đánh giá được trạng thái của nhiên liệu hạt nhân trong các điều kiện vận hành trong lò phản ứng, các nghiên cứu thường được thực hiện dựa trên các lò phản ứng nghiên cứu hoặc các chương trình tính toán mô phỏng để tính toán các biến đổi tính chất lý nhiệt của nhiên liệu hạt nhân trong lò phản ứng. Một số chương trình mô phỏng đang được sử dụng của các nước như: TRANSURANUS được phát triển bởi Viện nghiên cứu các nguyên tố siêu urani châu Âu, phần mềm COSMOS được phát triển bởi KEARI, phần mềm FRED được phát triển bởi Viện Kurchatov, phần mềm FEMAXI-V được phát triển bởi SCK-CEN (Bỉ), phần mềm START-3 được phát triển bởi VNIINM-Bochvar (Nga)... Trong đó, phần mềm FRAPCON và FRAPTRAN là một trong những phần mềm tính toán một số đặc trưng cơ - nhiệt của thanh nhiên liệu hạt nhân trong lò phản ứng vận hành ở trạng thái ổn định (đối với phần mềm FRAPCON) và chuyển tiếp (đối với phần mềm FRAPTRAN). Phần mềm FRAPCON và FRAPTRAN đã được Ủy ban pháp quy hạt nhân Hoa Kỳ chấp nhận sử dụng đánh giá an toàn thanh nhiên liệu hạt nhân và các phần mềm này cũng đã và đang được Cục Năng lượng nguyên tử Việt Nam đăng ký sử dụng tại Việt Nam.

Trong khuôn khổ đề tài “Ứng dụng phần mềm chuyên dụng FRAPCON và FRAPTRAN đánh giá trạng thái của viên gốm nhiên liệu” nhóm thực hiện đề tài gồm Cơ quan chủ trì Viện Công nghệ xạ hiếm cùng phối hợp với Chủ nhiệm đề tài TS. Nguyễn Trọng Hùng đã ứng dụng phần mềm FRAPCON 4.0 và FRAPTRAN 1.5 đánh giá trạng thái nhiên liệu hạt nhân. Đối tượng được sử dụng để tính toán trong đề tài là thanh nhiên liệu lò phản ứng AP1000 do đây là loại lò phản ứng được lựa chọn để xây dựng Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận 2 tại Việt Nam. Nội dung đề tài bao gồm: Tổng quan phần mềm FRAPCON và FRAPTRAN (cơ sở lý thuyết, cách xây dựng code đầu vào (input) và chạy phần mềm, cách xử lý số liệu output...) và đánh giá trạng thái thanh nhiên liệu lò phản ứng AP1000 ở trạng thái ổn định bằng FRAPCON và chuyển tiếp (giả định sự cố LOCA và RIA) bằng FRAPTRAN.

Đề tài đã tổng quan 02 phần mềm FRAPCON và FRAPTRAN bao gồm: nguyên lý hoạt động, các công cụ hỗ trợ, giới hạn và cách thức tạo code, file input, cách thức chạy chương trình, phương pháp xử lý kết quả output.

Đề tài đã sử dụng phần mềm FRAPCON dự đoán trạng thái thanh nhiên liệu hạt nhân của lò phản ứng AP1000 trong 02 giai đoạn: giai đoạn mới khởi động của lò phản ứng (BOL) và giai đoạn độ cháy cao trong thời gian dài.

Đề tài đã sử dụng phần mềm FRAPTRAN đánh giá trạng thái thanh nhiên liệu hạt nhân của lò phản ứng AP1000 trong 02 trường hợp vận hành có sự cố là sự cố LOCA và sự cố RIA.

Đề tài đã hoàn thành các sản phẩm bao gồm: 26 chuyên đề thuộc 5 nội dung chính của đề tài. Bài báo quốc tế trong danh mục ISI. Bài báo được chấp nhận đăng trên tạp chí NST của Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam.

Báo cáo tham dự Hội nghị Khoa học công nghệ hạt nhân lần thứ 12 tại Nha Trang năm 2017. Báo cáo tham dự Hội nghị Khoa học công nghệ cán bộ trẻ ngành năng lương nguyên tử lần thứ 5 tại Hà Nội năm 2018. Bộ số liệu tính toán trạng thái nhiên liệu hạt nhân từ phần mềm FRAPCON và FRAPTRAN.

Đào tạo 03 cán bộ trẻ hiểu và sử dụng thành thạo phần mềm được các chuyên gia trong lĩnh vực công nhận.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 16486/2019) tại Cục Thông tin KH&CN Quốc gia.

Đ.T.V (NASATI)