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

      Rekka putosi moottoritien sillalta Lohjalla – yksi kuollut, kaksi loukkaantunut

    2. 2

      Axl Smith poistui käräjäoikeudesta – paljasti viimein tuiman katseensa aurinkolasien takaa

    3. 3

      Pizzalähettiä odotti imatralaisen kodin ovella harvinaisen röyhkeä kohtelu – kolmen pizzan hinnaksi tuli lopulta yli 350 euroa

    4. 4

      Jaana, 54, sai Alkosta potkut pitkien kynsien takia: ”Tämän ikäiselle yksikätiselle naiselle ei töitä löydy”

    5. 5

      Tällainen on Bernerin esitys: Autot halpenevat, ajaminen kallistuu, mustia laatikoita ei tule...

    6. 6

      Ylipainoinen opiskelija laihdutti lähes puolet painostaan – on nyt mallikaunotar: Nöyryyttävä tilanne avasi silmät todellisuudelle

    7. 7

      Axl Smith kirjoitti someen uhmakkaasti – uhrit ahdistuivat: ”Osa on kokenut uhkaavana”

    8. 8

      Poliisi tutkii: Äiti esiintyi puolialasti lasten edessä – video päätyi suorana verkkoon

    9. 9

      Yllättikö tammikuun palkkakuitti ikävästi? Tästä se johtuu

    10. 10

      Tänään tv:ssä: Pihla Viitala täysin alastomana Hollywood-debyyttissään: ”En saanut silmiäni irti hänestä”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Nainen synnytti salaa vessassa – raskaudesta tietämättömät vanhemmat havahtuivat pamaukseen

    2. 2

      Tänään tv:ssä: Pihla Viitala täysin alastomana Hollywood-debyyttissään: ”En saanut silmiäni irti hänestä”

    3. 3

      Yllätys Urheilugaalassa – Kimi Räikkönen asteli lavalle ja piti pitkän puheen: ”Ittekin tekemällä voi tulla ihan hyvä lopputulos”

    4. 4

      Yle paljasti jo: Autovero pois – ajoneuvo- ja polttoaineveroja lasketaan

    5. 5

      Poliisi peitti omia jälkiään sarjahukuttajan kotitiellä

    6. 6

      Taksikuski vei asiakkaan unohtaman salkun Pasilan poliisiasemalle: 20 000 euroa ja timantti – jää ilman 2000 euron löytöpalkkiota

    7. 7

      Kimi Räikkösen saapuminen Hartwall-areenaan oli tarkoin varjeltu salaisuus – ”Sovimme Kimin kanssa, miten nämä asiat hoidetaan”

    8. 8

      Antti Pihlström saapui Urheilugaalaan hiukan ikävästä syystä: ”Oli kyllä aika huonot fiilikset”

    9. 9

      Axl Smithin uhrien joukossa julkisuudesta tuttuja henkilöitä – tapaus tänään käräjillä

    10. 10

      Juopuneet suomalaiskaverukset lensivät ulos baarista juuri ennen ammuskelua – pelastuivat verilöylyltä

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Madonna julkaisi haarovälikuvan – Piers Morgan: ”Oksensin aamupalani”

    2. 2

      Poliisi ampui miehen maaliskuussa – vainajan autosta löytyi kolkko kirje

    3. 3

      Valesotilas yritti huijata – Tiina vedättikin takaisin: ”Naurettiin ukkoni kanssa niin, että mahaan koski”

    4. 4

      Häikäisevän kaunis morsian! Mika Häkkinen ja Marketa pääsivät poroajelun kyytiin – suloiset lapset mukana

    5. 5

      Mikan ja Marketan rakkaustarina – saksalaislehti paljasti kaunottaren menneisyyden

    6. 6

      Perhe etsii vastausta kammottavaan kuvaan – mitä tai mikä ilmestyi yhtäkkiä yöllä kotipihalla otettuun valokuvaan?

    7. 7

      Kolme povekasta blondia: Natalie, 45, sekoitetaan jatkuvasti tyttäriinsä – erotatko kuvista kuka on äiti?

    8. 8

      Nainen synnytti salaa vessassa – raskaudesta tietämättömät vanhemmat havahtuivat pamaukseen

    9. 9

      Patrik Laineen sydän on puhdasta kultaa – vastasi pienen fanin kirjeeseen ikimuistoisella tavalla

    10. 10

      Suomalaisten kasvoilla näkyvä silmälasimalli on auttamattomasti out

    11. Näytä lisää

    Näitä luetaan!

    1. 1

      Rekka putosi moottoritien sillalta Lohjalla – yksi kuollut, kaksi loukkaantunut

    2. 2

      Axl Smith poistui käräjäoikeudesta – paljasti viimein tuiman katseensa aurinkolasien takaa

    3. 3

      Pizzalähettiä odotti imatralaisen kodin ovella harvinaisen röyhkeä kohtelu – kolmen pizzan hinnaksi tuli lopulta yli 350 euroa

    4. 4

      Jaana, 54, sai Alkosta potkut pitkien kynsien takia: ”Tämän ikäiselle yksikätiselle naiselle ei töitä löydy”

    5. 5

      Tällainen on Bernerin esitys: Autot halpenevat, ajaminen kallistuu, mustia laatikoita ei tule...

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Nainen synnytti salaa vessassa – raskaudesta tietämättömät vanhemmat havahtuivat pamaukseen

    2. 2

      Tänään tv:ssä: Pihla Viitala täysin alastomana Hollywood-debyyttissään: ”En saanut silmiäni irti hänestä”

    3. 3

      Yllätys Urheilugaalassa – Kimi Räikkönen asteli lavalle ja piti pitkän puheen: ”Ittekin tekemällä voi tulla ihan hyvä lopputulos”

    4. 4

      Yle paljasti jo: Autovero pois – ajoneuvo- ja polttoaineveroja lasketaan

    5. 5

      Poliisi peitti omia jälkiään sarjahukuttajan kotitiellä

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Madonna julkaisi haarovälikuvan – Piers Morgan: ”Oksensin aamupalani”

    2. 2

      Poliisi ampui miehen maaliskuussa – vainajan autosta löytyi kolkko kirje

    3. 3

      Valesotilas yritti huijata – Tiina vedättikin takaisin: ”Naurettiin ukkoni kanssa niin, että mahaan koski”

    4. 4

      Häikäisevän kaunis morsian! Mika Häkkinen ja Marketa pääsivät poroajelun kyytiin – suloiset lapset mukana

    5. 5

      Mikan ja Marketan rakkaustarina – saksalaislehti paljasti kaunottaren menneisyyden

    6. Näytä lisää