logo_left header_right
     
 BME NTI > Munkatársak > Babcsány Boglárka > Kutatás

Doktori kutatás

Témavezető: Dr. Fehér Sándor

 

A neutron-transzportegyenlet SP3 közelítésű, végeselemes megoldásán alapuló neutronfizikai számítási rendszer fejlesztése

 

A Paksi Atomerőműben jelenleg alkalmazott reaktorfizikai számítási rendszer neutronfizikai hátterét a HELIOS kétdimenziós transzportkód biztosítja. A HELIOS-számításokkal két energiacsoportra meghatározott hatáskeresztmetszeteket a C‑PORCA program háromdimenziós diffúziós számításokban nodális felbontásban használja fel. Ez az eljárás reguláris üzemanyagrácsok számításakor jó eredményt ad, de irregularitások kezelésére korlátozottan alkalmas. A kétcsoportos, nodális homogenizált hatáskeresztmetszeteket használó modell a szabályzókazetták, valamint zónahatárok (reflektor régiók) geometriai és neutronfizikai értelemben is bonyolult szerkezetét csak közelítőleg képes leírni. A HELIOS kód kétdimenziós megközelítése, illetve a Monte Carlo módszeren alapuló programok gépidőigénye miatt a mindhárom dimenzióban jelentős effektust okozó régiók (például a szabályozó és biztonságvédelmi kazetták abszorber és üzemanyag részének csatlakozása) megfelelően gyors és pontos számítása különösen nehézkes. Az irreguláris geometriai és anyagi konfigurációk pontosabb számítása iránti igényt tovább fogja növelni a Paksi Atomerőmű tervezett bővítése. Az újonnan létesülő reaktorok üzemanyag-kazettái ugyanis neutronfizikailag valószínűleg jóval összetettebbek lesznek a működő reaktorok kazettáinál.

A fenti nehézségek megoldása érdekében a Paksi Atomerőmű és BME Nukleáris Technikai Intézete közös projektet indított egy olyan neutronfizikai kód kifejlesztése céljából, amely a C‑PORCA program kazettanódus szintű számítási eredményeire – mint forrás- és határfeltételi adatokra – támaszkodva „bele tud nagyítani” egy-egy zónarészbe, azaz a jelenlegi program által nyújtott eredményekhez képest mind az energiafelbontás, mind pedig a térbeli felbontás szempontjából reálisabb eredményekkel tud szolgálni a vizsgált régióra. Szakirodalmi előtanulmányok, továbbá a meglévő számítási rendszerhez való illeszthetőség szempontjai alapján a szóba jöhető neutron-transzportszámítási módszerek közül az SP3 közelítésre, illetve annak végeselemes módszerrel történő megoldására esett a választás.

Feladatom a fent leírt fejlesztőmunkába való bekapcsolódás. Az érdemi munkához megismerkedem a HELIOS–C‑PORCA programrendszer felépítésével és működésével, továbbá tanulmányozom az SP3 transzportközelítés numerikus megoldására szolgáló módszereket. Valószínűleg csak numerikus kísérletek segítségével lehet majd kiválasztani a megfelelő végeselemes módszert. A fő feladatom olyan – a HELIOS–C‑PORCA rendszerhez illeszkedő – számítógépi kód fejlesztése és tesztelése, amely elfogadható gépidőigény mellett képes a teljes aktív zóna lehetőleg üzemanyagpálca-szakasz szintű számítására. A konkrét kódfejlesztés mellett szükség lesz igényes referenciaszámításokra is, amelyekhez az MCNP programot fogom használni.