Uus Argonne’i rahvusliku laboratooriumi poolt loodud arvuti algoritm lubab jälgida tuumalõhustumist täpsemate detailideni kui eales varem.
Rühm tuumainsenere ning arvutiteadlasi Argonne’i Rahvuslikuks Laboratooriumis arendavad neutroni transpordikoodi UNIC, mis lubab esimest korda märkimisväärse täpsuseni vaadelda, mis tuumareaktori sisemuses toimub.
Antud programm on potentsiaalselt hädavajalik tuumareaktorite loomiseks, mis on ohutud, odavad ning keskkonnasõbralikud. Reaktori sisemuse geomeetria modelleerimiseks on vaja sinna kaasata miljardeid ruumi elemente, sadu erinevaid nurki ning tuhandeid energiagruppe, mis kokkuvõetuna viivad kvadriljonite potentsiaalselt võimalike lahendusteni.
Sellises määras läbiviidavad arvutused on isegi praeguste võimsaimate arvutite jaoks liialt mahukad, mistõttu rajanevad tuumarektorite töö simulatsioonid suures määras hinnangutele. Ent hinnangud lisavad alati tulevikuennustustesse määramatust, mida arusaadavatel põhjustel reaktorite disainis ega opereerimise parameetrites lubada ei saa.
„UNIC-i koodi eesmärgiks on neid määramatusi ning kõrvalekaldeid vähendada asendades praegused keskpärased hindamistehnikad täpsemate lahendusmeetoditega, mis baseeruvad reaktori üksikasjalikul geomeetrial,“ ütles Andrew Siegel, Argonne’i arvutiteadlane ning reaktorisimulatsiooni töörühma juht.
UNIC on tõestanud oma töösujuvust juba USA energiaosakonna (DEO) arvutikeskuses, mis on koduks mitmetele maailma kiireimatele superarvutitele. Kuigi kood ei ole veel oma arengu lõppstaadiumis, on see juba andnud uusi teadustulemusi. Argonne’i rühm viis läbi suure täpsusega simulatsioonid Zero Power reaktori, Ameerika esimese katsereaktori, eksperimentide baasil. UNIC-i abiga õnnestus uurijate hinnangutel reaktori täielikku geomeetriat edukalt kirjeldada võrreldes seda olemasoleva eksperimentaalandmetega.
Argonne’i UNIC kood annab reaktoridisaineritele uue võimsa tööriista keskkonnasõbralike uue põlvkonna reaktorite loomiseks. Integreerides antud koodi maailma superarvutitega, lubab UNIC uurijatel lisaks reaktoris toimuvate protsesside paremale mõistmisele ennustada ka paljude uute katsejärgus olevate lahenduste käitumist reaalsuses.
UNIC-i koodi arendust rahastab peamiselt USA Energia Osakond Tuumaenergia Arenenud modelleerimis -ning simulatsiooni programmi (NEAMS) kaudu. Uus kood mängib peamist rolli NEAMS-i jõupingutustes asendada traditsiooniline „katsel-põhinev“ meetod uue „teaduspõhise“ lähenemisviisiga. See tähendaks edasistes uuringutes märksa enam arenenud simulatsioonide ning mudelite kasutamist.
Läbi viidud Zero reaktori simulatsioon
UNIC kood.
UNIC koodi arendatakse NEAMS-i programmi ühe osana.
- UNIC koodi kirjeldav memorandum avaldati esimest korda 2008. juunis Andrew R. Siegel‘i, Cristian Rabit‘i ja Stephen F. Siegel‘i poolt.
- Olemuselt on see struktureerimata neutroni transpordi kood, mis võimaldab tuumarektorist saada rohkete detailidega kirjeldust.
- Simulatsiooni ülesandeks on vähendada ligikaudsest arvutamisest tingitud ebatäpsusi ning asendada need otseste lahendusmeetoditega.
- Lõpptulemusena peaks valmima kood, mis lubaks superarvutitel antud protsessi läbi viia viimaste mälu liigselt koormamata, kuna neutroni transpordi võrrand on olemuselt seitsme dimensiooniline (kolm ruumi, kaks nurga, üks energia ning üks aja jaoks) ning seega äärmiselt mälumahukas.
Lisaks.
Argonne’i laboratooriumi pressiteade
http://www.anl.gov/Media_Center/News/2010/news100121.html
UNIC koodi kirjeldav memorandum