Projekti / Programi
01. januar 2009
- 31. december 2013
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.03.00 |
Tehnika |
Energetika |
|
| 1.07.00 |
Naravoslovje |
Računalniško intenzivne metode in aplikacije |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T160 |
Tehnološke vede |
Jedrsko inženirstvo in tehnologija |
| P170 |
Naravoslovno-matematične vede |
Računalništvo, numerična analiza, sistemi, kontrola |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.11 |
Tehniške in tehnološke vede |
Druge tehniške in tehnološke vede |
reaktorska fizika, nuklearni podatki, globalni reaktorski preračuni, Monte Carlo, planiranje doze pri obsevanju
Raziskovalci (21)
Organizacije (2)
Povzetek
Raziskave potekajo na naslednjih raziskovalnih podpodročjih:
- evaluacija jedrskih podatkov,
- raziskave in razvoj metod za reaktorske preračune,
- računsko modeliranje procesov v reaktorjih,
- Monte Carlo modeliranje ter preračuni zahtevnih geometrij,
- ter, kot spin-off, uporaba Monte Carlo metod pri inverznem planiranju doze v medicini.
Evaluacija jedrskih podatkov obsega kompilacije, evaluacije in vzdrževanje osnovnih sodobnih knjižnic (ENDFB-6, JENDL) s ciljem, da se vzdržuje in razvija lastna podatkovna baza za preračune cepitvenih in drugih reaktorskih sistemov. Raziskave obsegajo tudi obdelave podatkov na osnovi teoretičnih in eksperimentalnih testnih primerov (benchmark problemi). Raziskava obsega tudi nadaljevanje dela na mednarodnem projektu WLUP (WIMS Library Updating Project).
Raziskave in razvoj metod za reaktorske preračune so osredotočene predvsem na tiste dele preračuna celotnega reaktorja, ki predstavljajo največjo obremenitev glede računalniškega časa izvajanja. V difuzijski aproksimaciji so to izračuni efektivnih grupnih homogeniziranih makroskopskih konstant v odvisnosti od obratovalnih parametrov (temperature, zgorelosti, itd.). Pri transportnih problemih so to grupni makroskopski preseki, ki so povprečeni po pravem spektru znotraj grup. S tem dosežemo večjo učinkovitost, predvsem pa tudi natančnost transportnega preračuna v globini transportnega medija. Rezultate raziskav bomo aplicirali na programski paket CORD za projektne preračune sredice JE Krško in na uporabo v transportnem paketu DORT za preračune aktivacije v globini nevtronskega ščita okoli reaktorja TRIGA in JE Krško.
Računsko modeliranje procesov bo obsegalo raziskave zgorevanja jedrskega goriva in aktivacije komponent reaktorja. Osnovni cilj je izboljšati zgorevalne modele v osnovnih reaktorskih programih ter jih verificirati z eksperimentalnimi podatki, ki jih bomo izmerili na reaktorju TRIGA. Metodo za določitev aktivacije komponent reaktorskega sistema bomo razširili na kovinske sestavne dele ščita, tako za raziskovalne reaktorje kot za jedrsko elektrarno.
Pri uporabi Monte Carlo metode bomo na področju reaktorske fizike nadaljevali s preračuni in pripravo testnih primerov raziskovalnih in energetskih reaktorjev. Kot dosedaj bomo uporabljali različne verzije programa MCNP in knjižnice podatkov, temelječe na evaluaciji ENDF-B/6. Študirali bomo metode redukcije variance (DSA in WW) v zahtevnih reaktorskih geometrijah ter obsevalnih napravah ob raziskovalnem reaktorju, predvsem z namenom natančneje določati aktivacijo komponent betonskega ščita ter kovinskih komponent reaktorja TRIGA.
Nadaljevali bomo z razvojem metode inverznega planiranja doze v medicini (onkologiji). Metoda je zelo obetavna in se, kljub velikim računalniškim zahtevam, že širi v standardno klinično prakso. Te raziskave bomo nadaljevali skupaj z Univerzo v Madisonu, Wisconsin.
Pomen za razvoj znanosti
Nadaljnje obratovanje tokamaka JET bo med drugim odvisno tudi od dobrih meritev pridelka nevtronov, ki mora biti v obratovalnih mejah. Vsi znanstveni projekti zahtevajo smiselne rezultate meritev nevtronskega pridelka za karakterizacijo posameznih pulzov. Verifikacija nevtronskih meritev je pomembna tudi za bodoče obratovanje v D-D in D-T načinu. Uporaba in razvoj eksperimentalnih in računskih metod, ki jih bomo razvili, se bo kasneje razširila tudi na bodoče delovanje v D-T načinu ter bo pomembno prispevala k načrtovanim aktivnostim tokamaka JET. Celoten proces razumevanja in poglabljanja znanja o meritvah nevtronskega pridelka je pomemben tudi za bodoči fuzijski reaktor ITER, kjer bo potrebno metode za kalibracijo nevtronskih detektorjev še določiti. Natančno poznavanje fuzijske moči reaktorja, ki se jo izmeri lahko le preko meritev nevtronov, je izjemno pomembno za razvoj fuzije kot trajnostnega in okolju prijaznega vira energije. Evalvirani rezultati eksperimenta bodo služili kot referenčni eksperiment za verifikacijo in validacijo računskih metod in jedrskih podatkov v fuzijskih tokamakih ter ostalih podobnih sistemih, kot so klasični cepitveni reaktorji, ki imajo podobne materiale in praktično enake detektorje. Referenčni model bomo uporabili za verifikacijo in validacijo Monte Carlo računskih metod redukcije variance ter za validacijo knjižnic jedrskih podatkov.
Pomen za razvoj Slovenije
Pridobljeno znanje in izkušnje bomo lahko neposredno uporabili v slovenski jedrski elektrarni v Krškem. Rezultati naših raziskav bodo uporabni za: • izračun odzivne funkcije nevtronskih detektorjev v klasičnih cepitvenih reaktorjih, kar je pomembno za natančno in zanesljivo obratovanje reaktorja ter za meritve fizikalnih parametrov reaktorja, • izboljšanje natančnosti in zanesljivosti izračunov obsevanosti reaktorske posode, ki je ključnega pomena za določanje življenjske dobe jedrske elektrarne in morebitno podaljšanje njenega obratovanja, • izboljšanje natančnosti izračunov aktivacije materialov izven reaktorske posode, kar je pomembno za natančno določanje količine in vrste radioaktivnih odpadkov ob razgradnji reaktorja. V energetskih reaktorjih so nevtronske kalibracije z dobro definiranimi izvori (npr. Cf-252) praktično nemogoče zaradi praktičnih in finančnih omejitev. Raziskovalni reaktorji so premajhni in premalo kompleksni ter zato niso reprezentativni za takšne meritve. Zato so znanje in izkušnje pridobljeno na eksperimentalnih fuzijskih reaktorjih neprecenljive ter pomembne tudi za klasične cepitvene reaktorje.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
2011,
2012,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2009,
2011,
2012,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
