Національна академія наук України

Національний науковий центр "Харківський фізико-техничний інститут"

Інститут фізики високих енергій і ядерної фізики

Відділ математичного моделювання та дослідження ядерно-фізичних процесів

Науковий керівник відділу, д.т.н., професор Хажмурадов Манап Ахмадович

Тел./факс: (057) 3356846

E-mail: khazhm@kipt.kharkov.ua

  Відділ математичного моделювання та дослідження ядерно-фізичних процесів був створений на базі лабораторії автоматизованих систем проєктування (САПР) в 1993 році.
  Створений для розвитку методів розрахунку з використанням математичного та імітаційного моделювання відділ в результаті своєї діяльності виконав велику кількість робіт з моделювання ядерно-фізичних процесів і обробки експериментальних даних. Методи, що розробляються, також застосовуються для вирішення прикладних задач в різних областях фізики твердого тіла, фізики плазми, енергетики та медицини. Нижче наводиться далеко не повний список задач, вирішенням яких співробітники відділу займалися останнім часом.

Основні напрямки наукової діяльності

  1. Застосування методів математичного моделювання для створення експериментальних установок і дослідження ядерно-фізичних процесів (рис.1).
  2. Розробка ефективних моделей і методик для оцінки впливу на навколишнє середовище об'єктів, які представляють радіаційну небезпеку, в тому числі сховищ відпрацьованого ядерного палива (ВЯП) та пристроїв для його транспортування, контейнерів для ВЯП і радіоактивних відходів різного типу (рис.2).
  3. Математичні методи для діагностики та прогнозування стану об'єктів ядерної енергетики (рис.3).
  4. Розробка ефективних моделей і методик застосування сучасних радіаційних технологій в медицині для напрацювання медичних ізотопів, лікування і діагностики ракових захворювань і забезпечення радіаційної та екологічної безпеки функціонування ядерних медичних установок (рис. 4,5,6).
  5. Розробка систем охолодження / кондиціонування для компактного модуля літій- іонної батареї (рис.7).
  6. Розробка ефективних методик для забезпечення радіаційної і ядерної безпеки ядерних установок нового покоління, і інших об'єктів, що становлять радіаційну небезпеку (рис.8).
  7. Розробка ефективної методики нейтронної і гамма-радіографії для виявлення боєприпасів та неруйнівного контролю твердопаливних прискорювачів з закінченими термінами гарантованого зберігання (рис.9).
  8. Розробка теоретичних методів функціонування і математичне моделювання високоефективних детекторів ядерних випромінювань на основі новітніх напівпровідникових і сцинтиляційних матеріалів для застосування в наукових дослідженнях та ядерній медицині.
  9. Розробка математичних моделей, методів і технологій імітаційного моделювання тороїдальних магнітних систем.
  10. Застосування методів математичного моделювання для дослідження теплового режиму поверхні при осадженні покриттів.
  11. Розробка ефективної методики локалізації несанкціонованого доступу до трубопроводу газового конденсату і нафтопродуктів нейтронно-ядерним методом.
  12. Математичне моделювання роботизованої парашутної системи в керованому польоті.
  13. Розробка методики визначення ефективності очищення адсорбенту, що застосовується в системах вентиляції і очищення повітря на АЕС України, від метилйодиду із застосуванням нерадіоактивних матеріалів.
  14. Розробка методики вимірювання ефективності високоефективних повітряних (аерозольних) фільтрів, встановлених на системах вентиляції АЕС, при регламентних перевірках

    Всього співробітники відділу виконали понад 100 науково-дослідних робіт. За результатами досліджень, опубліковано понад 400 наукових праць у вітчизняних та зарубіжних наукових журналах, отримано 7 патентів, захищено 5 кандидатських дисертацій. В даний час в числі співробітників 1 доктор техн. наук, 5 кандидатів фіз.-мат. наук, 2 кандидати техн. наук.

N
Назва
Шифр
Номер держреєстрації
Терміни
Програма
1
Розробка математичних моделей та методів для оптимізації параметрів ядерно-фізичних установок.
III-5-16 (ІФВЕЯФ)
0116U005314
січень 2016 - грудень 2020
Відомче замовлення НАН України на проведення наукових досліджень з атомної науки і техніки Національного наукового центру "Харківський фізико- технічний інститут"
2
Фундаментальні дослідження з ядерної фізики для потреб медицини, екології та енергетики
III-6-16 (ІФВЕЯФ)
0116U005316
січень 2016 - грудень 2020
Відомче замовлення НАН України на проведення наукових досліджень з атомної науки і техніки Національного наукового центру "Харківський фізико- технічний інститут"
3
Дослідження радіацйно- захисних властивостей композиційних матеріалів та оптимізація їх складу для використання при захороненні активних відходів
Х-5-1
0116U005315
квітень 2016 - грудень 2018
Цільова комплексна програма наукових досліджень НАН України «Наукове забезпечення розвитку ядерно- енергетичного комплексу та перспективних ядерних технологій» на 2016-2018 рр.
4
Моделювання, оптимізація та експериментальні дослідження виробництва ізотопу Mo99, Cu67 та Yb175 для медичних потреб
Х-6-2
0116U005313
квітень 2016 - грудень 2018
Цільова комплексна програма наукових досліджень НАН України «Наукове забезпечення розвитку ядерно- енергетичного комплексу та перспективних ядерних технологій» на 2016-2018 рр.
5
Фотоядерний метод отримання Pm-149 для паліативної терапії метастазів у кості
ЯМРТ- 4/2018
0118U006195
вересень 2018 - грудень 2018
Цільова комплексна програма наукових досліджень НАН України «Наукове забезпечення розвитку ядерно- енергетичного комплексу та перспективних ядерних технологій» на 2016-2018 рр.
6
Розробка систем детекції сцинтиляторів і вивчення їх властивостей для використання в ядерній енергетиці і фізиці високих енергій (експеримент CMS, ЦЕРН)
ЦВ-7-30
0118U007627
вересень 2018 - грудень 2019
Цільова програма наукових досліджень Відділення ядерної фізики та енергетики НАН України «Фундаментальні проблеми фізики ядра, радіаційної безпеки, ядерного матеріалознавства та енергетики»

Основні публікації за останні 5 років

1. D.V.Fedorchenko, A.Tsechanski Photoneutronic aspects of the molybdenum-99 production by means of electron linear accelerators // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms Volume 438, 1 January 2019, Pages 6- 13

2. V.G. Rudychev, Y.V. Rudychev, M.O. Azarenkov, I.O. Girka Efficiency of the dose rate calculation by Monte-Carlo method and point kernel method when handling radioactive waste // Problems of atomic science and technology, 2018, №.2(114). Series: Physics of Radiation Effect and Radiation Materials Science (112), p. 63-69

3. G. Hoff, V. Denyak, H.H. Schelin, S.A. Paschuk Validation of Geant4 on proton transportation for thick absorbers: study case based on 1Tschalär experimental data. // IEEE Transactions on Nuclear Science, v. 64, No. 2, p.745-771 (2017)

4. Morokhovskii V.L. All Types of Coherent Radiations, which Arise in the Collision of Relativistic Electrons with Crystal // Problems of Atomic Science and Technology. Series: Nuclear Physics Investigations, Issue 64. – 2015, N3(97). – P.109-122

5. Dikiy N.P., Dovbnya A.N., Fedorchenko D.V., Khazhmuradov M.A.GEANT 4 simulation of 99Mo photonuclear production in nanoparticles // Applied Radiation and Isotopes. 114. – 2016. – P.7-13

6. Klepikov V.F., Prokhorenko E.M., Lytvynenko V.V., Zakharchenko, A.A., Khazhmuradov M.A. Control of macroscopic characteristics of composite materials for radiation protection // Problems of Atomic Science and Technology. 2015. №2(96), p. 193–196

7. С.И. Прохорец, Е.В. Рудычев, Д.В. Федорченко, М.А. Хажмурадов. Модели и методы оптимизации параметров нейтронографической установки // Вестник Академии Наук Чеченской Республики. 2014, № 1(22), с.5-10

Співробітництво

Основні партнери в Україні:

ІПБ АЕС, ЗАЕС, ІПМаш, ХНУРЕ, ХНУ.

Основні партнери за кордоном:

Консалтингова фірма ISF Consulting (США), Pacific Northwest National Laboratory (PNNL Battele Memorial Institute, USA), Argonne National Laboratory (США), Brookhaven National Laboratory (США), General Motors (USA).

Галерея

Рис.1. Моделювання енерго-кутових характеристик зовнішнього випромінювання вентильованого контейнера зберігання ССВЯП ЗАЕС.

Рис.2. Моделювання радіаційно-захисних контейнерів і оптимізація їх матеріалів при захованні радіоактивних відходів.

Рис.3. Моделювання ізотопного складу, наведеної активності, газоутворення і радіаційних ушкоджень в вигородці реактора ВВЕР-1000.

Рис.4. Моделювання конвертерів гальмівного випромінювання і мішеней для оптимізації напрацювання медичних ізотопів.

Рис.5. Моделювання рідкометалевих конвертерів гальмівного випромінювання надпровідних великострумових прискорювачів для напрацювання медичних ізотопів.

Рис.6. Моделювання наночастинок для напрацюванні медичних ізотопів.

Рис.7. Термостабілізація Li-іонних батарей. Стенд, твердотільні моделі охолоджуючих поверхонь, візуалізація результатів моделювання.

Рис.8. Моделювання нового безпечного конфайнмента на ЧАЕС.

Рис.9. Моделювання нейтронної радіографії.