Status report on the Small Secure Transportable Autonomous Reactor (SSTAR) /Lead-cooled Fast Reactor (LFR) and supporting research and development.

This report provides an update on development of a pre-conceptual design for the Small Secure Transportable Autonomous Reactor (SSTAR) Lead-Cooled Fast Reactor (LFR) plant concept and supporting research and development activities. SSTAR is a small, 20 MWe (45 MWt), natural circulation, fast reactor plant for international deployment concept incorporating proliferation resistance for deployment in non-fuel cycle states and developing nations, fissile self-sufficiency for efficient utilization of uranium resources, autonomous load following making it suitable for small or immature grid applications, and a high degree of passive safety further supporting deployment in developing nations. In FY 2006, improvements have been made at ANL to the pre-conceptual design of both the reactor system and the energy converter which incorporates a supercritical carbon dioxide Brayton cycle providing higher plant efficiency (44 %) and improved economic competitiveness. The supercritical CO2 Brayton cycle technology is also applicable to Sodium-Cooled Fast Reactors providing the same benefits. One key accomplishment has been the development of a control strategy for automatic control of the supercritical CO2 Brayton cycle in principle enabling autonomous load following over the full power range between nominal and essentially zero power. Under autonomous load following operation, the reactor core power adjusts itself to equal the heat removal from the reactor system to the power converter through the large reactivity feedback of the fast spectrum core without the need for motion of control rods, while the automatic control of the power converter matches the heat removal from the reactor to the grid load. The report includes early calculations for an international benchmarking problem for a LBE-cooled, nitride-fueled fast reactor core organized by the IAEA as part of a Coordinated Research Project on Small Reactors without Onsite Refueling; the calculations use the same neutronics computer codes and methodologies applied to SSTAR. Another section of the report details the SSTAR safety design approach which is based upon defense-in-depth providing multiple levels of protection against the release of radioactive materials and how the inherent safety features of the lead coolant, nitride fuel, fast neutron spectrum core, pool vessel configuration, natural circulation, and containment meet or exceed the requirements for each level of protection. The report also includes recent results of a systematic analysis by LANL of data on corrosion of candidate cladding and structural material alloys of interest to SSTAR by LBE and Pb coolants; the data were taken from a new database on corrosion by liquid metal coolants created at LANL. The analysis methodology that considers penetration of an oxidation front into the alloy and dissolution of the trailing edge of the oxide into the coolant enables the long-term corrosion rate to be extracted from shorter-term corrosion data thereby enabling an evaluation of alloy performance over long core lifetimes (e.g., 30 years) that has heretofore not been possible. A number of candidate alloy specimens with special treatments or coatings which might enhance corrosion resistance at the temperatures at which SSTAR would operate were analyzed following testing in the DELTA loop at LANL including steels that were treated by laser peening at LLNL; laser peening is an approach that alters the oxide-metal bonds which could potentially improve corrosion resistance. LLNL is also carrying out Multi-Scale Modeling of the Fe-Cr system with the goal of assisting in the development of cladding and structural materials having greater resistance to irradiation

Notatka o kilku zagadnieniach meteorologicznych związanych z regionami polarnymi

Analysis of the meteorology of Polar Regions is fundamental to the process of understanding the global climatology of the Earth and Earth-like planets. The nature of air circulation in a polar vortex is of preliminary importance. I have show the local and continental spatiotemporal relationship between near surface wind events in terms of self-organized criticality. In particular, the wind event size, wind event duration, and duration of quiescent wind event are well approximated by power-law distributions. On a continental scale, the wind events in the Antarctic tend to be self-organized criticality with ergodic properties. A similar self-organized criticality wind event was also found in Taylor Valley located at McMurdo Dry Valleys discovered by Captain Scott.s expedition. Captain Scott.s meteorological Terra Nova record was also examined. I have also revisited and re-analyzed wind events in Hornsund at Spitsbergen Island, in terms of marginal probabilities and marginal copulas which describe positive Lévy process.Badanie meteorologii regionów polarnych jest fundamentalne w procesie zrozumienia i opisania globalnej klimatologii Ziemi i jej podobnych planet. Natura cyrkulacji powietrza w Wirze Polarnym jest podstawowej wagi. Wykorzystując dane dotyczące prędkości wiatru na Antarktydzie z około 40 stacji meteorologicznych pokazano, że zdarzenia wiatrowe rozumiane jako wielkość siły wiatru, czasu wiania i czasu niewiania są samo-zorganizowaną krytycznością opisaną przez rozkład prawdopodo-bieństwa w postaci skalującej funkcji potęgowej, Pokazano, że zdarzenia wiatrowe na Antarktydzie tworzą kontynentalny system, który z punktu widzenia mechaniki statystycznej jest ergo-dyczny. Ta podstawowa charakterystyka wiatrów powinna leżeć w konstrukcji ułamkowego równania Fokkera-Plancka dla rozkładu gęstości prawdopodobieństwa. W artykule pokazano, że w związku z samo-zorganizowaną krytycznością wiatrów na Antarktydzie nie można obliczyć ich wartości średnich. Analiza katabatycznych wiatrów w Suchych Dolinach w rejonie McMurdo jest szczegółowo opisana w powiązaniu z ich orografią. Wykorzystując metodę sieci neuronowych oraz statystyki zdarzeń wiatrowych na Lodowej Barierze Rossa pokazano, że dwa ekstremalne zdarzenia pogodowe (czarne łabędzie): bardzo niska temperatura w okresie 27 luty – 19 marca 1912 oraz katabatyczny sztorm 21-29 marca 1912 roku, opisane przez Kapitana Scotta nie wydarzyły się. Pokazano, że samo-zorganizowana krytyczność wiatrów nie jest charakterystyczna tylko dla Antarktydy ale jest obserwowana również w innych obszarach polarnych tworzących lodowe plateau jak na przykład w Hornsundzie na Spitsbergenie. Wykorzystując twierdzenia dotyczące procesów o nieskończonej wariancji (proces Lévy.ego) pokazano, że uprzednio zaproponowany opis pogody przez jej podział na klasy pogodowe ma fundamentalne uzasadnienie matematyczne w postaci marginałów i kopuł tworzących skalującą funkcję potęgową nieposiadającą wartości średniej. Bazując na pomiarach meteorologicznych w Hornsundzie zilustrowano, że pogoda opisana przez kwartety (4 elementy): temperatura, wiatr, zachmurzenie i opady tworzy funkcję potęgową charakterystyczną dla samo-zorganizowanych krytycznie układów. Przedstawione wyniki udowodniają, że dotychczasowe paradygmaty meteorologiczne powinny być zrewidowane. W szczególności, powszechnie bez uzasadnienia przyjęte założenie o skończenie wymiarowym gaussowskim rozkładzie zmiennych meteorologicznych powinno być odrzucone i zastąpione przez stochastyczne alfa-stabilne procesy Lévy.ego dla których wariancja może przyjmować dowolną wartość w przedziale od zera do nieskończoności

Verification of the Mathematical Model of the 35 mm Anti-Aircraft Projectile Flight with Shooting Tables

W artykule przedstawiono procedurę modelowania fizycznego i matematycznego lotu przeciwlotniczego 35 mm pocisku artyleryjskiego wystrzeliwanego z armaty KDA i jego weryfikację z opracowanymi w latach 2002-2003 przez Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych tabelami strzelniczymi dla pocisku ćwiczebnego TP-T i pocisku podkalibrowego z rdzeniem fragmentującym ze smugaczem FAPDS-T. Na potrzeby zadania badawczego konstruowanie modelu fizycznego i matematycznego przeprowadzono zgodnie z Polską Normą PN-83/L oraz dokumentem standaryzacyjnym STANAG 4355.The article presents a procedure for the physical and mathematical modelling of the flight of the 35 mm anti-aircraft projectile which is shooting with KDA cannon. Moreover, the authors show verification between their results and results which were obtained in years 2002 and 2003 by Air Force Institute of Technology, (Warsaw, Poland). For the purpose of the research task, the constructing of physical and mathematical model was carried out in accordance with Polish standard PN-83/L and STANAG 4355

Aircraft degradation after being hit

Praca stanowi etap projektu badawczo-rozwojowego, którego celem było opracowanie zautomatyzowanego systemu obrony przeciwlotniczej bazy lotniczej, a dofinasowanego z środków MNiSW. Celem tej części opracowania zdefiniowanie stref krytycznych samolotu bojowego, których trafienie przez przeciwlotnicze środki bojowe prowadzi do degradacji systemów samolotu, a w konsekwencji do jego zniszczenia. Wskazano także na metody poprawy tzw. „żywotności bojowej samolotu”, które powodują, iż współczesne samoloty staja się coraz bardziej odporne na zniszczenie, systemy obrony przeciwlotniczej, w tym bazy lotniczej.The work is a part of the research project, dedicated to design an integrated anti-aircraft system to protect an airbase of the Polish Air Force (PAF). The goal of the work was to assess the process of aircraft system degradation after being hit by an air base antiaircraft defense system. The critical combat aircraft zone were identified in context of critical damage for an aircraft leading to its lost. In the paper, methods making aircraft more survivable were presented and discussed, in consequence the modern aircraft presents additional challenge to an air base defense system

Operation of Monitoring a Launching Process for Surface-to-Air Missile Systems

W artykule opisano system monitorowania strzelań z przeciwlotniczych zestawów rakietowych. Scharakteryzowano zasady jego eksploatacji. Zaprezentowano wybrane problemy eksploatacyjne.The paper discusses the monitoring a launching process for surface-to-air missile systems. Operation rules of the monitoring system are characterized. The examples of operation problems are presented

Methods of efficiency evaluation for artillery antiaircraft defence system

Skuteczność bojowa przeciwlotniczego systemu artyleryjskiego to możliwość zwalczania szerokiej gamy celów powietrznych, której jednym z najważniejszych parametrów jest prawdopodobieństwo trafienia i porażenia celu. Prawdopodobieństwo rażenia celu zależy od własności środka bojowego, jego czynników rażących, własności celu i jego rozwiązań konstrukcyjnych osłabiających działania czynników rażących, a także od warunków spotkania pocisku z celem. W artykule przedstawiono teoretyczne metody oceny skuteczności tego typu uzbrojenia.Combat efficiency of antiaircraft artillery system is possibility of wide range aerial target defeating. One of combat efficiency most important parameters is hit probability and kill probability. Target kill probability depends on weapon properties, its lethality factors, target properties and its design solutions to attenuate kill factors operating. Also target – shell contact conditions are crucial. In this article is presented theoretical efficiency assessment methods of this kind of weapon

The Analysis of Trajectory of 122 mm Rotary Missile under the Influence of Interferences

W artykule przedstawiono analizę wpływu zakłóceń na tor lotu 122 mm niekierowanego wirującego pocisku rakietowego. Efektem działania zakłóceń na torze lotu niekierowanego pocisku rakietowego jest jego rozrzut w postaci uchylenia w donośności i uchylenia bocznego. Wpływ gazodynamicznego mimośrodu ciągu i wiatru na tor lotu wirującego pocisku rakietowego przeanalizowano przy wykorzystaniu symulacji komputerowej. Wyniki analiz i badań przedstawiono w postaci wykresów i tabel.In this paper the analysis of influence on trajectory of 122 mm unguided rotary missile has been presented. Results of interferences that act during the flight of unguided missile are his dispersion in the form of range and lateral deflections. The influence of deviation of thrust has been researched by means of computer simulation. Results of analysis and research work have been presented in the form of graphs and charts

The Idea of Automated Anti-aircraft Defense System of Distributed Battery or Squadron Equipped with 35 mm Canons

W artykule przedstawiono koncepcję zautomatyzowanego systemu obrony przeciwlotniczej rozproszonej baterii lub dywizjonu armat 35 mm realizowaną w ramach projektu rozwojowego na lata 2009-2011. Efektem końcowym realizacji projektu będzie demonstrator technologii umożliwiający badania symulacyjne zautomatyzowanego systemu obrony przeciwlotniczej, który wykorzystuje elementy wykrywania celów, podziału zadań, śledzenia celów i kierowania ogniem armat 35 mm z wykorzystaniem amunicji programowalnej i klasycznej. Na podstawie badań symulacyjnych powstanie koncepcja takiego systemu obrony przeciwlotniczej krótkiego zasięgu.In this article the idea of automated anti-aircraft defense system was presented. The system consists of distributed battery or squadron of 35 mm canons and is realizing as development project in 2009-2011 years. The project realization final effect will be technology demonstrator which enables computer simulation research of automated antiaircraft defense systems which uses components of: target detection, task distribution, target tracking and fire control of 35 mm canons with usage of programmable and classical ammunition. Based on computer simulation research the conception (project) of such a short range anti-aircraft defense system will be created