Lễ bảo vệ luận án cấp Viện của nghiên cứu sinh Trần Việt Phú

NCS Trần Việt Phú trình bày tóm tắt luận án

       Lò phản ứng hạt nhân VVER là lò năng lượng nước-nước là một loạt các thiết kế lò phản ứng nước áp suất ban đầu được phát triển ở Liên Xô cũ trước năm 1970. Cho đến nay đã có các loại lò VVER-210, VVER-365, VVER-440, VVER-1000, VVER-1200 và VVER-TOI với công suất nhiệt và điện ngày càng tăng. Lò phản ứng VVER-1000 được phát triển sau năm 1975, có công suất nhiệt và điện tương ứng 3.000 MWth và 1.000 MWel, là hệ thống bốn vòng được lắp đặt trong cấu trúc kiểu thùng chứa với hệ thống chặn hơi nước phun (hệ thống làm mát lõi khẩn cấp). Các thiết kế lò phản ứng VVER đã được xây dựng để kết hợp hệ thống kiểm soát tự động, an toàn thụ động và các hệ thống buồng chứa, liên quan đến các lò phản ứng thế hệ III của phương Tây. Có thể nói số lò phản ứng hạt nhân thương mại thuộc loại VVER được sử dụng khá nhiều trên thế giới. Nếu tính riêng thế hệ VVER-1000 thì hiện nay có khoảng 84, trong đó có 42 lò phản ứng đang hoạt động và số còn lại là đang xây mới, chưa hoàn thành, có kế hoạch xây. Điều này nói lên rằng việc nghiên cứu công nghệ lò phản ứng VVER-1000 là rất cần thiết. Trong đó việc nghiên cứu thay đảo nhiên liệu là một trong những vấn đề quan trọng không những có ý nghĩa kinh tế mà cả về khoa học và công nghệ. Đây là bài toán lớn về quản lý nhiên liệu trong vùng hoạt và chưa có thuật toán để tìm ra tối ưu toàn cục cho thay đảo nhiên liệu. Các nghiên cứu tối ưu hóa hiện nay tập trung vào cải thiện tốc độ hội tụ của quá trình tìm kiếm nhằm tìm ra các nghiệm ngày càng tốt hơn với cùng số ghép thử. Nghiên cứu của NCS Trần Việt Phú đã thực hiện cải tiến và áp dụng các phương pháp tìm kiếm tối ưu tiên tiến (phương pháp mô phỏng tôi kim tiến hóa – ESA và phương pháp tiến hóa vi phân dựa trên lịch sử thành công – SHADE để nâng cao tốc độ hội tụ trong việc giải bài toán tối ưu thay đảo nhiên liệu của vùng hoạt lò phản ứng VVER1000. Do đó đề tài của NCS Trần Việt Phú có tính thời sự, tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Một số giá trị khoa học của luận án tiến sĩ như sau:

– Đã phát triển thành công mã LPO-V (Loading Pattern Optimization of VVER) và áp dụng vào việc mô phỏng các đặc trưng neutron của lò phản ứng VVER với tốc độ tính toán nhanh và độ chính xác chấp nhận được. Đồng thời mã này kết hợp với các phương pháp tối ưu hóa mới được phát triển để giải quyết vấn đề thay đảo nhiên liệu trong vùng hoạt của lò phản ứng VVER-1000.

– Đã phát triển thành công các phương pháp tối ưu hóa nâng cao ESA và SHADE, trong đó ESA là một phiên bản cải tiến của phương pháp SA (Simulated Annealing) ban đầu và phương pháp SHADE là phiên bản nâng cao của phương pháp DE (Differential Evolution) với việc sử dụng quá trình thích ứng dựa trên lịch sử thành công để xác định các thông số điều khiển F (the mutant scale) và CR (the crossover ratio) một cách tự động. Đồng thời đã áp dụng thành công các phương pháp tối ưu hóa nâng cao này vào vấn đề tối ưu hóa thay đảo nhiên liệu của lò phản ứng hạt nhân VVER-1000.

– Đã tiến hành các tính toán bằng phương pháp số cho việc tối ưu hóa thay đảo nhiên liệu của vùng hoạt lò phản ứng hạt nhân tham chiếu VVER-1000 MOX sử dụng ESA và SHADE để so sánh với các phương pháp khác như SA, ASA và DE. Kết quả cho thấy ESA có lợi thế hơn SA và ASA (Adaptive Simulated Annealing) trong vấn đề tối ưu hóa thay đảo nhiên liệu nhiên liệu và ESA, DE và SHADE có hiệu suất tương đương. Tuy nhiên, ưu điểm của SHADE là cơ chế thích ứng đơn giản hóa đáng kể việc xác định các tham số điều khiển so với DE

Ngoài ra các kết quả chính của luận án đã được công bố trên các tạp chí sau:

1. Viet-Phu Tran, Giang T.T. Phan, Van-Khanh Hoang, Haidang Phan, Nhat-Duc Hoang, Hoai-Nam Tran; Success-history based adaptive differential evolution method for optimizing fuel loading pattern of VVER-1000 reactor; Nuclear Engineering and Design, 377 (2021) 111125

2. Viet-Phu Tran, Giang T.T. Phan, Van-Khanh Hoang, Pham Nhu Viet Ha, Akio Yamamoto, Hoai-Nam Tran; Evolutionary simulated annealing for fuel loading optimization of VVER-1000 reactor; Annals of Nuclear Energy, 151 (2021) 107938

3. Viet-Phu Tran, Hoai-Nam Tran, Akio Yamamoto, Tomohiro Endo; Automated Generation of Burnup Chain for Reactor Analysis Applications; Kerntechnik, ISSN 0932-3902, 82 (2017) 2 196-205.

4. Viet-Phu Tran, Hoai-Nam Tran, Van Khanh Hoang; Application of Evolutionary Simulated Annealing Method to Design a Small 200 MWt Reactor Core; Nuclear Science and Technology, ISSN 1810-5408, Vol. 10, No. 4 (2020), pp. 16-23

5. Nguyen Huu Tiep, Nguyen Thi Dung, Tran Viet Phu, Tran Vinh Thanh and Pham Nhu Viet Ha; Burnup calculation of the OECD VVER-1000 LEU benchmark assembly using MCNP6 and SRAC2006; Nuclear Science and Technology, ISSN 1810-5408, Vol. 8, No. 4 (2018), pp. 10-19

6. Tran Vinh Thanh, Tran Viet Phu, Nguyen Thi Dung; A study on the core loading pattern of the VVER-1200/V491; Nuclear Science and Technology, ISSN 1810-5408, Vol. 7, No. 1 (2017), pp. 21-27.

7. Tran Viet Phu, Tran Hoai Nam; Discrete SHADE method for in-core fuel management of VVER-1000 reactor; 45th Vietnam Conference on Theoretical Physics (VCTP-45), 2020 (Poster)

8. Viet-Phu Tran, Hoai-Nam Tran, Van Khanh Hoang; Application of Evolutionary Simulated Annealing Method to Design a Small 200 MWt Reactor Core; 6th Conference on Nuclear Science and Technology for young researcher, 08-09/10/2020

       Các công trình khoa học trên đều liên quan trực tiếp và phản ánh nội dung của luận án. Hai công trình đầu tiên liên quan đến các phương pháp giải bài toán tối ưu thay đảo nhiên liệu của lò phản ứng VVER-1000. Bài thứ nhất đăng ở tạp chí Nuclear Engineering and Design (H = 100, Q1, IF = 2.035), bài thứ hai trong Annals of Nuclear Energy (H = 67, Q1, IF = 1.973), bài thứ ba đăng ở Kerntechnik (H = 18, Q3, IF = 0.323) liên quan đến burn-up để ứng dụng trong phân tích lò phản ứng hạt nhân. Ba bài đăng trên tạp chí quốc gia Nuclear Science and Technology và 2 báo cáo Hội nghị quốc gia đều phản ánh trực tiếp nội dung luận án. Nhìn chung số công trình có chất lượng, có giá trị khoa học trong lĩnh vực thay đảo nhiên liệu của lò phản ứng hạt nhân nói chung và lò VVER-1000 nói riêng, số công trình vượt trội so với yêu cầu của một luận án tiến sĩ. Trong khi bài toán lớn về quản lý nhiên liệu trong vùng hoạt chưa có thuật toán để tìm ra tối ưu toàn cục cho thay đảo nhiên liệu thì những đóng góp của luận án có ý nghĩa rất lơn.

       PGS.TS. Trần Hoài Nam đại diện tập thể người hướng dẫn khoa học đã có nhận xét rất sâu sắc, mô tả những khó khăn và nỗ lực mà nghiên cứu sinh đã vượt qua để hoàn thành xuất sắc luận án. Luận án được viết bằng tiếng Anh với thuật ngữ chuyên ngành phong phú, chính xác, có kết cấu rõ ràng, chặt chẽ và làm nổi bật được kết quả mời thu được từ đề tài. Luận án là một công trình tài liệu tham khảo có giá trị dành cho thế hệ nghiên cứu kế cận.

       Sau khi nghe NCS trình bày tóm tắt luận án và trả lời các câu hỏi phản biện của các thành viên Hội đồng và khách mời tham dự, Hội đồng đánh giá luận án đã họp kín và bỏ phiếu. Với kết quả bỏ phiếu 100% phiếu tán thành trong đó có 5/7 phiếu xuất sắc và đồng ý cho nghiên cứu sinh nhận học vị tiến sĩ, GS.TS. Trần Đức Thiệp thay mặt Hội đồng chúc mừng NCS Trần Việt Phú đã bảo vệ thành công luận án và chúc mừng tập thể người hướng dẫn khoa học cùng Viện Khoa học và Kỹ thuật hạt nhân đã có thêm một học trò/cán bộ có trình độ tiến sĩ. Ngoài ra, GS.TS. Trần Đức Thiệp cho biết luận án của NCS Trần Việt Phú là 1 trong những luận án xuất sắc và có giá trị khoa học mà thầy được tham gia Hội đồng đánh giá trong thời gian vừa qua.