中子输运计算是核反应装置数值模拟的核心,其常用的方法包括确定论方法和蒙特卡罗方法两类,离散纵标方法是确定论方法中最经典的代表。长期以来,我国绝大多数用户都是采用国外研发的软件。
NECP-Hydra是西安交通大学核工程计算物理(NECP)实验室自主研发、具备完全自主知识产权的基于离散纵标方法的核装置辐射场计算软件,目前已经过大量数据验证。第三方测试评价结果认为:软件成熟度达到8.4级,自主化测评为A级,质量评价结果为优秀。该软件用于计算核装置及其屏蔽区域的三维中子-光子辐射场的空间、角度及能量分布,是HN系统屏蔽方案设计优化、入场方案制定的重要模拟软件。与国内外同类计算软件相比, NECP-Hydra在并行规模、计算效率上处于国际先进水平。相关成果荣获2023年陕西高等学校科学技术研究优秀成果特等奖。
该软件采用改进KBA并行算法、C++及FORTRAN混合编程、优化的程序框架和数据结构设计,显著提升软件运行性能,万核并行效率高于50%,可针对大型压水堆核岛厂房、核动力系统等大规模问题,开展三维一次性输运计算,获得高精度、高分辨率的中子-光子辐射场分布。
典型应用1:第三代压水堆核岛全厂房辐射场计算
应用于三代核电站核岛厂房辐射场计算,采用1.3亿网格、S16角度离散,千核并行计算时间约2小时,获得了大厂房内三维中子-光子通量分布,辐照监督管处注量率计算结果与实测值偏差小于3%,为厂房内入场方案制定提供支撑。
典型应用2:水下无人潜航器屏蔽设计
应用于水下无人潜航器(UUV)三维辐射场计算,精确获得了船舱内的辐射剂量分布,百核计算时间约1小时,为轻量化、小体积的反应堆屏蔽设计提供关键数据。
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