THÔNG TIN VỀ LUẬN ÁN TIẾN SĨ
1. Họ và tên nghiên cứu sinh: Đậu Đức Từ 2. Giới tính: Nam
3. Ngày sinh: 12/11/1985 4. Nơi sinh: Nghệ An
5. Quyết định công nhận nghiên cứu sinh: Số 382/QĐ-VNLNT ngày 07 tháng 09 năm 2023, của Viện trưởng Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam.
6. Các thay đổi trong quá trình đào tạo:
Thay đổi tên đề tài: tên đề tài ban đầu “Nghiên cứu đánh giá các đặc trưng vật lý và quản lý nhiên liệu vùng hoạt LEU lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt” đổi thành “Nghiên cứu độ nhạy và độ bất định số liệu hạt nhân lên thông số động học và tới hạn của lò phản ứng DNRR với 92 bó nhiên liệu LEU sử dụng MCNP6”. Thay đổi thứ tự người hướng dẫn, ban đầu “Hướng dẫn 1: PGS.TS. Nguyễn Nhị Điền và Hướng dẫn 2: GS.TS. Trần Hoài Nam” đổi thành “Hướng dẫn 1: GS.TS. Trần Hoài Nam và Hướng dẫn 2: PGS.TS. Nguyễn Nhị Điền”.
Thay đổi tên đề tài theo đề xuất của Hội đồng bảo vệ Luận án cấp cơ sở từ “Nghiên cứu độ nhạy và độ bất định số liệu hạt nhân lên thông số động học và tới hạn của lò phản ứng DNRR với 92 bó nhiên liệu LEU sử dụng MCNP6” đổi thành “Nghiên cứu độ nhạy và độ bất định số liệu hạt nhân trong phân tích thông số động học và tới hạn cho vùng hoạt 92 bó nhiên liệu độ giàu thấp của lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt”.
7. Tên đề tài luận án: Nghiên cứu độ nhạy và độ bất định số liệu hạt nhân trong phân tích thông số động học và tới hạn cho vùng hoạt 92 bó nhiên liệu độ giàu thấp của lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt.
8. Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử và hạt nhân
9. Mã số: 9.44.01.06
10. Cán bộ hướng dẫn khoa học: Hướng dẫn 1: GS.TS. Trần Hoài Nam
Hướng dẫn 2: PGS.TS. Nguyễn Nhị Điền
11. Tóm tắt các kết quả mới của luận án:
– Luận án là công trình nghiên cứu toàn diện đánh giá độ nhạy và độ bất định của thư viện dữ liệu hạt nhân lên kết quả tính toán các thông số tới hạn và động học của Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt (DNRR) với 92 bó nhiên liệu độ giàu thấp (LEU), sử dụng phương pháp mô phỏng Monte Carlo (MCNP6) và các thư viện dữ liệu hạt nhân mới (ENDF/B-VIII.0, JEFF-3.3, JENDL-5 và CENDL-3.2).
– Kết quả phân tích các cấu hình tới hạn cho thấy thư viện JENDL-5 cho giá trị tính toán tới hạn (keff) phù hợp nhất với thực nghiệm, trong khi các thư viện còn lại có xu hướng cho giá trị thấp hơn; qua đó xác định JENDL-5 là thư viện ưu tiên cho các phân tích tới hạn của DNRR và các lò phản ứng nghiên cứu tương tự. Phân tích độ nhạy của hệ số nhân hiệu dụng keff chỉ ra rằng các phản ứng phân hạch và tán xạ đàn hồi của U-235 và H-1 là các nguồn ảnh hưởng lớn nhất, bên cạnh các đóng góp đáng kể từ các phản ứng tán xạ đàn hồi và không đàn hồi của các đồng vị Al-27, Be-9, C-nat, O-16 và U-238.
– Phân tích độ bất định của keff cho thấy các phản ứng bắt bức xạ và tán xạ đàn hồi của H-1, cùng với bắt và phân hạch của U-235, là các nguồn đóng góp chính; độ bất định tổng cộng lần lượt là 415.7 pcm (ENDF/B-VIII.0), 363.0 pcm (JENDL-5) và 588.0 pcm (JEFF-3.3), trong đó JENDL-5 cho độ bất định nhỏ nhất.
– Các thông số động học được đánh giá ở các điều kiện vận hành khác nhau cho thấy βeff giảm theo mức cháy nhiên liệu, trong khi Ʌ và lp có xu hướng tăng; sự thay đổi vị trí thanh điều khiển ảnh hưởng rõ rệt đến các thông số động học, trong khi ảnh hưởng của nhiệt độ nhiên liệu là không đáng kể trong phạm vi nghiên cứu.
– Phân tích độ nhạy của các thông số động học chỉ ra rằng phản ứng phát neutron trễ của U-235 có ảnh hưởng dương lớn nhất đến βeff, trong khi phát neutron tức thời của U-235 là nguồn đóng góp chính làm giảm thông số này; đồng thời cho thấy sự nhất quán cao giữa các thư viện đối với phân tích độ nhạy của keff.
– Phân tích độ bất định của βeff xác định các phản ứng tán xạ đàn hồi của Al-27, Be-9 và H-1 là các nguồn chi phối, cùng với các đóng góp đáng kể từ B-10, O-16 và C-nat; kết quả cho thấy ma trận hiệp phương sai là yếu tố quyết định độ bất định của các thông số động học.
– Độ bất định của βeff là 1312.2 pcm (ENDF/B-VIII.0), 1021.0 pcm (JEFF-3.3) và 471.4 pcm (JENDL-5). Kết quả khẳng định JENDL-5 là thư viện dữ liệu đáng tin cậy cho phân tích động học vùng hoạt lò phản ứng DNRR.
– Các kết quả của luận án cung cấp cơ sở khoa học quan trọng cho việc lựa chọn thư viện dữ liệu hạt nhân, nâng cao độ chính xác của các nghiên cứu vật lý và an toàn vận hành đối lò phản ứng DNRR cũng như các lò phản ứng nghiên cứu tương tự.
12. Khả năng ứng dụng thực tiễn:
Các kết quả của luận án có khả năng ứng dụng trực tiếp trong công tác phân tích vật lý vùng hoạt và đánh giá an toàn vận hành Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt. Việc xác định được thư viện dữ liệu hạt nhân phù hợp, đặc biệt là JENDL-5, góp phần nâng cao độ tin cậy của các tính toán tới hạn và động học, phục vụ hiệu quả cho các bài toán phân tích an toàn, đánh giá dự trữ độ phản ứng và xây dựng các kịch bản vận hành. Các kết quả phân tích độ nhạy và độ bất định cung cấp cơ sở khoa học để ưu tiên cải thiện dữ liệu hạt nhân đối với các đồng vị và phản ứng có ảnh hưởng chi phối, từ đó nâng cao chất lượng trong nghiên cứu vật lý lò phản ứng. Ngoài ra, phương pháp và kết quả của luận án có thể được mở rộng áp dụng cho các lò phản ứng nghiên cứu tương tự và các thiết kế lò nước nhẹ công suất nhỏ, góp phần hỗ trợ đào tạo, nghiên cứu khoa học và nâng cao năng lực phân tích an toàn hạt nhân trong nước.
13. Các hướng nghiên cứu tiếp theo:
Trên cơ sở các kết quả đã đạt được, nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung mở rộng phân tích độ nhạy và độ bất định cho các thông số động học khác như thời gian thế hệ neutron Ʌ và thời gian sống neutron tức thời lp, cũng như xem xét ảnh hưởng của mức cháy nhiên liệu trong các kịch bản vận hành và chu trình nhiên liệu khác nhau. Đồng thời, việc áp dụng phương pháp phân tích độ nhạy và độ bất định được phát triển trong luận án cho Trung tâm Nghiên cứu khoa học công nghệ hạt nhân (CNST) sẽ góp phần hỗ trợ hiệu quả cho công tác thiết kế, vận hành và đánh giá an toàn. Phương pháp phân tích tới hạn và độ nhạy/bất định dữ liệu hạt nhân có thể được mở rộng ứng dụng cho các lò phản ứng mô đun nhỏ (SMR) và các nhà máy điện hạt nhân công suất lớn, qua đó đáp ứng nhu cầu nghiên cứu, đào tạo và đảm bảo an toàn hạt nhân cho chương trình phát triển điện hạt nhân của quốc gia trong tương lai.
14. Các công trình công bố liên quan đến luận án:
– Duc-Tu Dau, Nhi-Dien Nguyen, Ton-Nghiem Huynh, Quang-Huy Pham, Kien-Cuong Nguyen, Thoi-Nam Chu, Van-Khanh Hoang, Giang T. T. Phan, Huu-Tiep Nguyen, Thanh-Mai Vu, and Hoai-Nam Tran, Criticality and sensitivity/uncertainty analysis of the DNRR with LEU fuel using MCNP6.3 and the latest data libraries, Nuclear Engineering and Design, Vol. 442 (2025), 114182. (SCIE, Q1).
– Duc-Tu Dau, Nhi-Dien Nguyen, Kien-Cuong Nguyen, Quang-Huy Pham, Thoi-Nam Chu, Van-Khanh Hoang, Giang T. T. Phan, and Hoai-Nam Tran, Kinetic parameters of the Dalat nuclear research reactor with LEU fuel using MCNP6 and JENDL-5 library, Nuclear Technology and Radiation Protection, Vol. 40 (2025), pp. 1–9. (SCIE, Q3).
Toàn văn luận ánTóm tắt luận án– Duc-Tu Dau, Nhi-Dien Nguyen, Huu-Tiep Nguyen, Thoi-Nam Chu, and Hoai-Nam Tran, Sensitivity of kinetic parameters to operation parameters of the Dalat nuclear research reactor with LEU fuel, Journal of Physics: Conference Series, Vol. 3040 (2025), 012020. (Scopus).