Digitoday

Valikko

VTT soveltaa Monte Carlo -menetelmää ydinreaktorin mallinnukseen

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.

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

      Malmössä räjähti – pommiryhmä lähetetty paikalle

    2. 2

      Se hetki, kun Ryan Gosling tajuaa virheen – näyttelijältä verraton reaktio Oscar-sekoiluun

    3. 3

      Tv-katsojat hieraisivat silmiään: Anssi Kela näkyi neljällä kanavalla yhtä aikaa – ”Onko tässä enää mitään tolkkua”

    4. 4

      Joillakin uni tulee minuuteissa – näillä vinkeillä olet yksi heistä

    5. 5

      Diabetes on hiipivä sairaus – tunnista 20 kavalaa merkkiä

    6. 6

      Haiseeko pyykkisi pahalta pesun jälkeen? Näin pääset hajuista eroon

    7. 7

      Näin Suomi kikyttää – eri alojen työntekijät kertovat, kuinka kiky-tunnit käytetään: ”Käymällä vessassa ajan kanssa tai keittämällä kahvit”

    8. 8

      ”Uimarenkaat omasta takaa” Katri Sorsan rehellinen kuva kertoo enemmän kuin tuhat sanaa

    9. 9

      Ex-natsi Holapan ehdokkuus vihreiden listalla sytytti sanasodan – ”Minä en lähtisi kyseenalaistamaan”

    10. 10

      Kommentti: Kolmessa vuodessa Jokereilta katosi sielu – jäljellä ovat enää fanit

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Sliipatun pukumiehen kodista paljastui mykistävä yllätys – toukat ryömivät isännöitsijää vastaan

    2. 2

      ”Uimarenkaat omasta takaa” Katri Sorsan rehellinen kuva kertoo enemmän kuin tuhat sanaa

    3. 3

      Petter Northugin viesti tv-kameran edessä Emil Iversenille: ”Hyvä, että kaadoit myös suomalaisen”

    4. 4

      Norjalaiset raivostuivat Emil Iversenin nöyryyttämisestä suorassa lähetyksessä

    5. 5

      Diabetes on hiipivä sairaus – tunnista 20 kavalaa merkkiä

    6. 6

      Helsinkiläismies eli niin kuin naistenlehdissä kehotettiin – tässä kuvassa hän lataa kotona akkuja

    7. 7

      Skandaali Oscareissa! Väärä elokuva julistettiin voittajaksi – paras elokuva olikin Moonlight

    8. 8

      Aino-Kaisa Saarinen kertoo hetkestä, jolloin hänen unelmansa romahti: ”Vastauksena oli hiljaisuus”

    9. 9

      Nokian murhaepäily: 17-vuotiaan tytön kuolinsyy selvisi

    10. 10

      Mieti ennen kuin ostat: Uudesta Nokia 3310 -puhelimesta paljastui paha puute

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Julkkiksilta sataa tukea rumaksi haukutulle Maria Veitolalle – Rakel Liekiltä tyhjentävä kommentti

    2. 2

      Helsinkiläinen Nina, 44, avautuu isäpuolen järkyttävistä teoista: ”Äiti katseli vierestä, mutta ei koskaan puuttunut”

    3. 3

      Kummisetä antoi 10-vuotiaalle tyttärelle lahjarahaa – Kela rokotti koko perheeltä 341,52 euroa/kk

    4. 4

      Traaginen onnettomuus Helsingissä – työkoneen kauha osui kävelijään, nainen kuoli vammoihinsa

    5. 5

      Marika saa Espanjassa pitkiä katseita – suomalaiset nimet, jotka eivät toimi ulkomailla

    6. 6

      Tarkista ja kuuntele: Mikä oli Suomen listaykkösenä, kun sinä synnyit?

    7. 7

      Yleinen virhe wc-pöntöllä: Tästä syystä pyttyyn jää helposti ”jarrutusjäljet”

    8. 8

      4 eri mitoilla varustettua miestä avautuu seksielämästään: ”Teen parhaani sillä, mitä minulla on”

    9. 9

      Anu Saagim haukkui Maria Veitolaa rumaksi suorassa lähetyksessä – Veitola harmistui studioyleisön reaktiosta: ”Yleisö nauraa ja taputtaa”

    10. 10

      Katri Sorsalta kuitti Anu Saagimille: ”Eestissä nainen näyttää herättyään tältä, meillä Suomessa tältä...”

    11. Näytä lisää

    Näitä luetaan!

    1. 1

      Malmössä räjähti – pommiryhmä lähetetty paikalle

    2. 2

      Se hetki, kun Ryan Gosling tajuaa virheen – näyttelijältä verraton reaktio Oscar-sekoiluun

    3. 3

      Tv-katsojat hieraisivat silmiään: Anssi Kela näkyi neljällä kanavalla yhtä aikaa – ”Onko tässä enää mitään tolkkua”

    4. 4

      Joillakin uni tulee minuuteissa – näillä vinkeillä olet yksi heistä

    5. 5

      Diabetes on hiipivä sairaus – tunnista 20 kavalaa merkkiä

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Sliipatun pukumiehen kodista paljastui mykistävä yllätys – toukat ryömivät isännöitsijää vastaan

    2. 2

      ”Uimarenkaat omasta takaa” Katri Sorsan rehellinen kuva kertoo enemmän kuin tuhat sanaa

    3. 3

      Petter Northugin viesti tv-kameran edessä Emil Iversenille: ”Hyvä, että kaadoit myös suomalaisen”

    4. 4

      Norjalaiset raivostuivat Emil Iversenin nöyryyttämisestä suorassa lähetyksessä

    5. 5

      Diabetes on hiipivä sairaus – tunnista 20 kavalaa merkkiä

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Julkkiksilta sataa tukea rumaksi haukutulle Maria Veitolalle – Rakel Liekiltä tyhjentävä kommentti

    2. 2

      Helsinkiläinen Nina, 44, avautuu isäpuolen järkyttävistä teoista: ”Äiti katseli vierestä, mutta ei koskaan puuttunut”

    3. 3

      Kummisetä antoi 10-vuotiaalle tyttärelle lahjarahaa – Kela rokotti koko perheeltä 341,52 euroa/kk

    4. 4

      Traaginen onnettomuus Helsingissä – työkoneen kauha osui kävelijään, nainen kuoli vammoihinsa

    5. 5

      Marika saa Espanjassa pitkiä katseita – suomalaiset nimet, jotka eivät toimi ulkomailla

    6. Näytä lisää