Digitoday

VTT soveltaa Monte Carlo -menetelmää ydinreaktorin mallinnukseen

Julkaistu:

VTT:n tutkija Jaakko Leppänen on väitöstutkimuksessaan kehittänyt laskentakoodin ydinreaktoreiden neutronifysiikan mallinnukseen. Leppäsen tutkimuksessaan käyttämää niin kutsuttua Monte Carlo -menetelmää ei VTT:n mukaan ole aikaisemmin laajasti sovellettu kolmiulotteisten reaktorisimulaattorikoodien syöttöparametrien tuottamiseen.


Monte Carlo -menetelmä on jo vuosikymmeniä ollut neutronien kulkeutumisen mallintamiseen käytettävä perustyökalu ydintekniikassa. Sen käyttöä on rajoittanut lähinnä tietokoneiden laskentakapasiteetti. Leppäsen väitöstutkimuksessa (pdf) menetelmän käyttöä laajennetaan uusiin sovelluskohteisiin, kun sillä lasketaan kolmiulotteisten reaktorisimulaattorikoodien syöttöparametreja.

Ydinreaktorin toiminnan mallintaminen on monimutkainen fysikaalinen tehtävä, joka yhdistää neutronien vuorovaikutusten fysiikan jäähdytteen virtaukseen ja polttoaineen mekaaniseen käyttäytymiseen. Ilmiöiden monimutkaisuuden takia reaktoria ei voida suoraan kuvata yhtenä kokonaisuutena, vaan ongelmaa on lähestyttävä vaiheittain. Kuvaus etenee yksittäisten neutronien vuorovaikutuksista lähtien aina reaktorin kokonaiskäyttäytymiseen saakka.

Laskennan keskimmäisessä vaiheessa reaktorin polttoainetta mallinnetaan yksittäisten polttoainenippujen tasolla. Laskennan tuloksena saadaan syöttöparametrit seuraavassa vaiheessa käytettäville kokosydänmalleille.

Monikäyttökoodi

Nykyisin tuotantokäytössä olevat deterministiset polttoainenippukoodit on melko pitkälle räätälöity kevytvesireaktoritekniikan tarpeisiin. Uusien reaktori- ja polttoainetyyppien mallinnus vaatii kehitystä myös laskentamenetelmissä. VTT:n mukaan uusi laskentakoodi mahdollistaa suoraan entistä monimutkaisempien polttoainegeometrioiden tarkan kuvaamisen, sillä Monte Carlo -laskennan etuina ovat menetelmän tarkkuus ja monipuolisuus.
MAINOS (TEKSTI JATKUU ALLA)
MAINOS PÄÄTTYY

Samaa laskentakoodia voidaan käyttää nykyisten kevytvesireaktoripolttoaineiden lisäksi periaatteessa minkä tahansa polttoaine- tai reaktorityypin mallinnukseen menetelmän luotettavuuden siitä kärsimättä. Monte Carlo -menetelmään siirtyminen on myös osa reaktorifysiikan luonnollista kehitystä, mikä on tullut mahdolliseksi tietokoneiden laskentakapasiteetin kasvun myötä.

VTT:ssä kehitettyä laskentakoodia käytetään aluksi tutkimustyökaluna nykyisten polttoainenippukoodien rinnalla. Kahden eri laskentamenetelmään perustuvan koodin rinnakkainen käyttö tuo lisää luotettavuutta polttoaineen käytön suunnitteluun ja turvallisuusanalyyseihin. Uutta koodia voidaan käyttää myös tulevaisuuden reaktorityyppien tutkimuksessa tehtäviin, joihin nykyiset polttoainenippukoodit eivät sellaisenaan sovellu.

Tutkija Jaakko Leppänen väittelee TKK:ssa maanantaina aiheenaan Development of a New Monte Carlo Reactor Physics Code.

Kommentit

    Näytä lisää

    Näitä luetaan!
    1. 1

      Leivinuunin ”lisälaite” yllätti pariskunnan – tunnelmallinen lauantai-ilta meni pilalle

    2. 2

      Työttömät kieltäytyivät työstä aina samalla selityksellä – teollisuuspohatan vastaveto saikin hakijan leuan loksahtamaan

    3. 3

      Harvinainen näky: Kaikki elossa olevat USA:n ex-presidentit saapuivat lavalle hyväntekeväisyyskonsertissa

    4. 4

      Lauri Markkanen keräsi komean tupla-tuplan NBA:n kotidebyytissään

    5. 5

      Nuori nainen julkaisi paljonpuhuvan kuvaparin: jo pieni kuvanmuokkaus muuttaa ulkonäköä hätkähdyttävästi – huomaatko eron?

    6. 6

      Lewis Hamilton paalupaikalle Yhdysvalloissa! Räikkönen hävisi Ricciardolle identtisellä kierrosajalla

    7. 7

      Olisitko tiennyt vastauksen 60 000 euron arvoiseen kysymykseen? Haluatko miljonääriksi? -kisailija jäi vain kolmen kysymyksen päähän jättipotista!

    8. 8

      Epäilty pahoinpitely bussissa Helsingissä – useita poliisipartioita paikalle

    9. 9

      Vaeltamaan lähtenyt nuoripari löydettiin kuolleina USA:ssa – vaikuttivat syleilevän toisiaan, vieressä käsiase

    10. 10

      Manuela Bosco julkaisi ensimmäisen yhteiskuvan Tuure Kilpeläisen kanssa – hymyilee rakkaansa kainalossa

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Nuoren Emman netti-ihastus olikin kaljuuntuva, 53-vuotias kauppias – sen jälkeen tapahtui jotain käsittämätöntä

    2. 2

      Nyt puhuu Tähdet, tähdet -ohjelmasta potkut saanut Tomi Metsäketo: ”Olen hakenut naisseuraa joskus turhankin kärkkäästi”

    3. 3

      Kova väite K-Supermarketin kalatiskin kikasta ja takahuoneen tapahtumista – 22-vuotias Miss Tampere kertoo olevansa yksi kauppiaan uhreista

    4. 4

      Leivinuunin ”lisälaite” yllätti pariskunnan – tunnelmallinen lauantai-ilta meni pilalle

    5. 5

      Työttömyystuki yli 8 600 e/kk – ”Heitä on muutama Suomessa”

    6. 6

      Tallinnan satamassa on paikka, joka on varkaiden suosiossa – näissä kohteissa suomalainen tulee todennäköisimmin putsatuksi

    7. 7

      Manuela Bosco julkaisi ensimmäisen yhteiskuvan Tuure Kilpeläisen kanssa – hymyilee rakkaansa kainalossa

    8. 8

      Metsästysporukka teki pilan kokeneelle hirvimiehelle – nettiin ladattu video leviää kulovalkean tavoin

    9. 9

      Veitsihyökkäys Münchenin keskustassa, useita loukkaantunut – poliisi otti epäillyn kiinni

    10. 10

      Olisitko tiennyt vastauksen 60 000 euron arvoiseen kysymykseen? Haluatko miljonääriksi? -kisailija jäi vain kolmen kysymyksen päähän jättipotista!

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Dopingtuomion saaneen Therese Johaugin ulkoinen olemus on jotain aivan muuta kuin kaksi kuukautta sitten – katso kuvat

    2. 2

      Huomaatko erikoisen yksityiskohdan? 19-vuotiaan Lisan viaton bikinikuva kummastuttaa Instagramissa

    3. 3

      Tutut liikennemerkit muuttuvat sukupuolineutraaleiksi – katso kuvat!

    4. 4

      Näin päättyi Napakymppi-parin Ikaalisten matka – piikki auki, Ville jätti taksit maksamatta: ”Odotin, milloin pääsen pois”

    5. 5

      Lahdesta löytynyt vainaja edelleen tunnistamatta – poliisi julkaisi poikkeuksellisesti kuvan ruumiista

    6. 6

      Kova väite K-Supermarketin kalatiskin kikasta ja takahuoneen tapahtumista – 22-vuotias Miss Tampere kertoo olevansa yksi kauppiaan uhreista

    7. 7

      Nuoren Emman netti-ihastus olikin kaljuuntuva, 53-vuotias kauppias – sen jälkeen tapahtui jotain käsittämätöntä

    8. 8

      Onko tässä erikoisin hääkuva ikinä? Kreikkalaiskappeli kielsi ulkomaalaisparien häät rivon kuvan seurauksena

    9. 9

      Aku Hirviniemi puhuu hänen ja Niina Lahtisen erosta – tyttären sanat merkitsivät paljon

    10. 10

      Madonnaa, 59, syytetään räikeästä kuvanmuokkauksesta – tuoreet kuvat kertovat totuuden: ”Tämä on jo noloa”

    11. Näytä lisää
    Näitä luetaan!
    1. 1

      Leivinuunin ”lisälaite” yllätti pariskunnan – tunnelmallinen lauantai-ilta meni pilalle

    2. 2

      Työttömät kieltäytyivät työstä aina samalla selityksellä – teollisuuspohatan vastaveto saikin hakijan leuan loksahtamaan

    3. 3

      Harvinainen näky: Kaikki elossa olevat USA:n ex-presidentit saapuivat lavalle hyväntekeväisyyskonsertissa

    4. 4

      Lauri Markkanen keräsi komean tupla-tuplan NBA:n kotidebyytissään

    5. 5

      Nuori nainen julkaisi paljonpuhuvan kuvaparin: jo pieni kuvanmuokkaus muuttaa ulkonäköä hätkähdyttävästi – huomaatko eron?

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Nuoren Emman netti-ihastus olikin kaljuuntuva, 53-vuotias kauppias – sen jälkeen tapahtui jotain käsittämätöntä

    2. 2

      Nyt puhuu Tähdet, tähdet -ohjelmasta potkut saanut Tomi Metsäketo: ”Olen hakenut naisseuraa joskus turhankin kärkkäästi”

    3. 3

      Kova väite K-Supermarketin kalatiskin kikasta ja takahuoneen tapahtumista – 22-vuotias Miss Tampere kertoo olevansa yksi kauppiaan uhreista

    4. 4

      Leivinuunin ”lisälaite” yllätti pariskunnan – tunnelmallinen lauantai-ilta meni pilalle

    5. 5

      Työttömyystuki yli 8 600 e/kk – ”Heitä on muutama Suomessa”

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Dopingtuomion saaneen Therese Johaugin ulkoinen olemus on jotain aivan muuta kuin kaksi kuukautta sitten – katso kuvat

    2. 2

      Huomaatko erikoisen yksityiskohdan? 19-vuotiaan Lisan viaton bikinikuva kummastuttaa Instagramissa

    3. 3

      Tutut liikennemerkit muuttuvat sukupuolineutraaleiksi – katso kuvat!

    4. 4

      Näin päättyi Napakymppi-parin Ikaalisten matka – piikki auki, Ville jätti taksit maksamatta: ”Odotin, milloin pääsen pois”

    5. 5

      Lahdesta löytynyt vainaja edelleen tunnistamatta – poliisi julkaisi poikkeuksellisesti kuvan ruumiista

    6. Näytä lisää