Nuevo método acelera el cálculo del transporte de neutrones

Los Institutos de Ciencias Físicas de Hefei (HFIPS) están ubicados en una hermosa península cerca del lago Shushan en los suburbios occidentales de Hefei, capital de la provincia de Anhui, China. HFIPS fue fundada...

Recientemente, el Dr. Zheng Yu del Instituto de Física de Plasma, Institutos Hefei de la Academia de Ciencias de China, propuso un nuevo método para acelerar la simulación de blindaje a gran escala de Monte Carlo, en cooperación con el Instituto de Física de Neutrones y Tecnología de Reactores (INR) de Karlsruhe. Instituto de Tecnología (KIT), Alemania.

El nuevo método de reducción de varianza global, que también se denomina On The Fly (OTF), hizo que los códigos de Monte Carlo (MC) fueran aplicables para el análisis de blindaje de reactores de fusión complejos y de gran escala.

Los resultados relevanteshan sido publicados en Nuclear Fusion.

MC es uno de los métodos más precisos en el campo del análisis nuclear para reactores de fusión y fisión. Sin embargo, el cálculo del blindaje del dispositivo de fusión mediante el uso de códigos de transporte de Monte Carlo sigue siendo un desafío debido a la complejidad y el pesado blindaje de un reactor de fusión. La tasa de convergencia lenta de la representación del método MC en simulaciones analógicas es prohibitivamente costosa en tiempo computacional.

Este método introdujo una nueva idea de actualización oportuna de la ventana de peso a lo largo del proceso de transporte.

Además, propuso una solución innovadora basada en el ajuste dinámico automático de los límites superiores de la ventana de peso, que abordó el problema que ha afectado al cálculo del transporte de partículas neutrónicas de MC durante mucho tiempo.

Cuando los científicos aplicaron el método OTF al análisis nuclear del reactor termonuclear experimental internacional (ITER), el acelerador IFMIF-DONES de fuente de neutrones orientado a DEMO de la Instalación Internacional de Irradiación de Materiales de Fusión, lograron efectos de aceleración notables. En comparación con el método de reducción de varianza del generador de reducción de varianza automatizado (ADVANTG) desarrollado por el Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL), el efecto de aceleración del método OTF es de 13 a 20 veces mayor que el de ADVANTG.

Aparte de eso, OTF sirvió para el cálculo del campo de radiación global del reactor de prueba de ingeniería de fusión chino (CFETR) y proporcionó una base importante para evaluar el funcionamiento seguro de componentes clave como imanes y recipientes de vacío en condiciones de irradiación nuclear.

- Este comunicado de prensa se publicó originalmente en el sitio web de la Academia China de Ciencias de los Institutos de Ciencias Físicas de Hefei