Regisztráció és bejelentkezés

A BME Oktatóreaktorán végzett mérések modellezése a DIREMO, végeselem-módszeren alapuló diffúziós kóddal

Absztrakt

A számítógépes modellezés legnagyobb előnye, hogy a modellezett folyamatok természetére, amennyiben az implementált modell validáltan képes a valóság közelítő leírására, komplex mérések végrehajtása nélkül lehet következtetni. A dolgozatomban a BME Nukleáris Technikai Intézetében fejlesztett Neutrondiffúziós Reaktormodellező Oktatóprogram (DIREMO) felhasználásával végeztem szimulációkat a BME NTI Oktatóreaktorán azzal a céllal, hogy bizonyítsam a kód valós reaktorokon történő alkalmazhatóságát. A DIREMO egy végeselem-módszeren alapuló diffúziós reaktorfizikai kód, amely képes több neutronenergiacsoport figyelembe vételével egytől háromdimenziós geometriákra vonatkozó stacioner és tranziens számítások elvégzésére. Az Oktatóreaktor geometriai modelljeit a Gmsh nevű CAD (Computer-Aided Design) programmal állítottam elő, a diffúziós számításokhoz szükséges csoportállandókat pedig a BME NTI munkatársai bocsátották rendelkezésemre.

A BME Oktatóreaktorán végzett minta- és rúdértékesség méréseket két-, illetve háromdimenziós modellekkel szimuláltam. Az elkészített modellek felhasználásával vizsgáltam, hogy különböző minták zónába történő bejuttatása milyen reaktivitásváltozást eredményez. A minták reaktivitáslekötése mellett a reaktorban található automatikus és kézi szabályozórudak integrális rúdértékességeit is meghatároztam. Végezetül pedig tranziens számításokkal megfigyeltem, hogy a szabályozórudak azonnali bejuttatása, valamint egy kadmium minta azonnali, illetve csőpostán keresztüli modellezett bejuttatása milyen hatást gyakorol a reaktor teljesítményére.

Ahhoz, hogy egy reaktorfizikai kód eredményei a valóságban is felhasználhatók legyenek rendkívül hosszú verifikációs és validációs folyamat szükséges. Ennek keretein belül a szimulációk során kapott eredményeket több forrásból származó adatokkal is összevetettem, melyek közül a legfontosabb a BME Oktatóreaktorán elvégzett mérések eredményeivel történő összehasonlítás. Emellett más reaktorfizikai kódok által szolgáltatott számítási eredményekkel is összevetettem az eredményeimet: Horváth András diplomamunkájában a DIMITRI programmal számított eredményekkel [1], illetve Böröczki Zoltán és a többiek folyóiratcikkében a PARTISN kóddal számított eredményekkel [2].

Irodalom:

[1] Horváth András. Perturbációk elméleti és kísérleti vizsgálata a BME Oktatóreaktorán, 2014 BME NTI

[2] Böröczki, Z.I., Klujber, G., Tolnai, G. et al. Simulation of a research reactor reactivity transient with deterministic and GPU-assisted Monte Carlo reactor kinetics codes. Eur. Phys. J. Plus 135, 281 (2020). https://doi.org/10.1140/epjp/s13360-020-00280-4

szerző

  • Mészáros Péter
    Energetikai mérnöki alapszak (BSc)
    alapképzés (BA/BSc)

konzulens

  • Babcsány Boglárka
    tudományos segédmunkatárs, Atomenergetika Tanszék