Hibrid végeselem-módszeren alapuló reaktorfizikai kód fejlesztése az SCW-SMR reaktorkoncepció vizsgálatához
A BME Nukleáris Technikai Intézete (NTI) által konzorciumi tagként 2020. szeptember 1-jével elnyert egyik EU/Euratom/H2020 pályázat (ECC-SMART projekt) célkitűzése közös európai-kanadai-kínai szuperkritikus vízhűtésű kis moduláris reaktorkoncepció (SCW-SMR) fejlesztése [1]. A BME NTI az ECC-SMART projekt negyedik munkacsoportjának (WP4) vezetőjeként a reaktorkoncepcióval kapcsolatos reaktorfizikai kutatásokat koordinálja. A projekt keretein belül én a zónakoncepció SPN módszeren alapuló reaktorfizikai vizsgálatával foglalkozom, melyhez saját hibrid végeselem kódot fejlesztek. A programom az NTI-ben korábban fejlesztett SPNDYN reaktorfizikai kód hibrid végeselem moduljához képest négyzetes kazetták kezelésére, továbbá SP5 és SP7 számításokra is alkalmas lesz, mely mellett tetszőleges számú energiacsoportot is képes kezelni.
Dolgozatomban először áttekintem az SPN transzportközelítés és a hibrid végeselem-módszer alapjait, főbb előnyeit és korlátait. Bemutatom, hogy hol tartok ezek implementálásában, mit tud jelenleg a programom és milyen területeken szeretnék még fejleszteni rajta. A fejlesztés szerves részét képzi a folyamatos tesztelés, így bemutatom a kódom verifikálásának lépéseit is az egyszerűbb analitikusan megoldható problémáktól az összetett benchmarkokig. Programomat SCW-SMR reaktorkoncepcióra vonatkozó számításokkal is teszteltem, melyhez elkészítettem az SCW-SMR koncepció zónamodelljét, majd az NTI-ben már korábban elvégzett diffúziós számításokat reprodukáltam.
Végezetül rátérek a legújabb SCW-SMR zónaszámításokra, melyekben az aktuális zónakonfiguráció üzemi teljesítményeloszlását vizsgáltam. A diffúziós és SP3 számítások eredményeit összehasonlítottam, megvizsgáltam két, illetve négy neutron energiacsoport alkalmazásának hatásait, majd a különböző számítások eredményeit felhasználva meghatároztam a friss zóna reaktivitástartalékát és teljesítményeloszlásának főbb egyenlőtlenségeit.
[1] ECC-SMART Factsheet a https://cordis.europa.eu/project/id/945234 oldalon. Internet, 2022. 09. 09.
szerző
-
Illés Gergely
Fizikus mesterképzési szak (MSc)
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Babcsány Boglárka
egyetemi adjunktus, Atomenergetika Tanszék