Väitös teknillisen fysiikan alalta, DI Ville Valtavirta

2017-05-19 13:00:00 2017-05-19 23:59:59 Europe/Helsinki Väitös teknillisen fysiikan alalta, DI Ville Valtavirta Väitöskirjan nimi on: Development and applications of multi-physics capabilities in a continuous energy Monte Carlo neutron transport code http://sci.aalto.fi/fi/midcom-permalink-1e7105e4dd1a58e105e11e7805d8d548004d088d088 Otakaari 1, 02150, Espoo

Väitöskirjan nimi on: Development and applications of multi-physics capabilities in a continuous energy Monte Carlo neutron transport code

19.05.2017 / 13:00
salissa E, Otakaari 1, 02150, Espoo, FI

Diplomi-insinööri Ville Valtavirta väittelee perjantaina 19.5.2017 klo 13 Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulussa, salissa E, Otakaari 1, Espoo. Väitöskirjan nimi on "Development and applications of multi-physics capabilities in a continuous energy Monte Carlo neutron transport code".

Käyvän ydinreaktorin mallintaminen on kytketty ongelma, koska neutronien käyttäytymisen ja reaktorisydämen materiaalien lämpötilan ja tiheyden välillä on fysikaalisia takaisinkytkentöjä. Näistä takaisinkytkennöistä johtuen reaktorisydämen tehojakauman ratkaiseminen vaatii, että samanaikaisesti ratkaistaan jäähdytteen ja polttoaineen lämpötila- ja tiheysjakaumat.

Perinteisesti neutronien käyttäytyminen on tässä kytketyssä ongelmassa ratkaistu yksinkertaistuksiin perustuvalla kaksivaiheisella laskentaketjulla koska tarkempien yksivaiheisten menetelmien käyttö on ollut liian aikaa vievää. Lisääntyvä laskentateho on kuitenkin lisännyt kiinnostusta kytketyn ongelman suoraan ratkaisemiseen käyttäen tarkkoja Monte Carlo neutronikuljetusmenetelmiä.

Tässä väitöskirjassa kehitettiin kytketyn ongelman ratkaisemiseen vaadittavat laskentamenetelmät Serpent 2 nimiseen suomalaiseen jatkuvaenergiseen Monte Carlo neutronikuljetuskoodiin. Työn valmistuttua Serpent 2 pystyy ratkaisemaan kytketyn ongelman neutroniikkaosuuden osana laskentajärjestelmää, jossa toiset Serpentiin sisäisesti tai ulkoisesti kytketyt ratkaisijat vastaavat materiaalien lämpötilojen ja tiheyksien ratkaisemisesta.

Kytkettyyn laskentaan kehitetyt menetelmät soveltuvat ajasta riippumattomien laskujen lisäksi palamalaskentaan, jossa huomioidaan ydinpolttoaineen koostumuksen muutokset sekä transienttilaskentaan, jossa mallinnetaan nopeampia ajasta riippuvia muutoksia reaktorin käyttäytymisessä.

Väitöstiedote (pdf)

Vastaväittäjä: Dr. Mark DeHart, Idaho National Laboratory, USA

Kustos: professori Filip Tuomisto, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, teknillisen fysiikan laitos

Elektroninen väitöskirja: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-60-7376-7