Configuração geométrica do modelo ITER C (esquerda), mapas de fluxo de nêutrons normalizados (meio) e mapas de erro relativo (direita) calculados pelo método OTF. Crédito:Wang Guohe
Dr. Zheng Yu dos Institutos Hefei de Ciências Físicas da Academia Chinesa de Ciências, em cooperação com pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe da Alemanha, propôs um novo método para acelerar a simulação de blindagem em grande escala de Monte Carlo.
O novo método de redução de variância global, também chamado On The Fly (OTF), torna os códigos de Monte Carlo (MC) aplicáveis para análises de blindagem de reatores de fusão complexos e de grande escala. Resultados relevantes foram publicados em
Nuclear Fusion .
O MC é um dos métodos de computação mais precisos no campo da análise nuclear para reatores de fusão e fissão. No entanto, o cálculo da blindagem do dispositivo de fusão usando códigos de transporte de Monte Carlo ainda é um desafio devido à complexidade e blindagem pesada dos reatores de fusão. A taxa de convergência lenta da renderização do método MC em simulações analógicas é proibitivamente cara em tempo computacional.
Os pesquisadores introduziram uma nova ideia para atualizar a janela de peso ao longo do processo de transporte neste método. Eles também propuseram uma solução inovadora baseada no ajuste dinâmico automático dos limites superiores da janela de peso, que abordou o problema que atormentou o cálculo do transporte de partículas neutrônicas de MC por muito tempo.
Quando eles aplicaram o método OTF para a análise nuclear do International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) e do Acelerador IFMIF-DONES de Fonte de Nêutrons Orientado pelo International Fusion Materials Irradiation Facility-DEMO, notáveis efeitos de aceleração foram alcançados.
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Configuração geométrica de IFMIF-DONES (esquerda), mapas de fluxo de nêutrons normalizados (meio) e mapas de erro relativo (direita) calculados pelo método OTF. Crédito:Wang Guohe
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Distribuição de fluxo de nêutrons de corte horizontal (esquerda) e corte vertical (direita) calculado pelo método OTF. Crédito:Wang Guohe
Comparado com o método de redução de variância do Gerador Automatizado de Redução de Variância (ADVANTG) desenvolvido pelo Oak Ridge National Laboratory, o efeito de aceleração do método OTF é 13 a 20 vezes maior que o ADVANTG.
Além disso, o OTF também serve para o cálculo do campo de radiação global do Reator de Teste de Engenharia de Fusão Chinês, que fornece uma base importante para avaliar a operação segura de componentes-chave, como ímãs e vasos de vácuo sob irradiação nuclear.
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