توسعه نرم‌افزار شبیه‌سازsh3-acnem به‌منظور حل معادلات مستقیم و الحاقی پخش نوترون در قلب رآکتورهای با هندسۀ شش‌گوش

به‌منظور تحلیل نوترونیک قلب رآکتورها، نیاز به توسعه نرم‌افزارهای محاسبات هسته‌ای جهت تولید ثابت‌های چند گروهی و حل عددی معادله پخش چند گروهی است. برای این منظور، از روش‌هایی استفاده می‌شود که علاوه بر دقت مناسب از حجم و زمان محاسبات بهینه‌ای برخوردار باشند. در این پژوهش به تئوری حاکم بر روش نودال بسط شار جریان متوسط و هم‌چنین مرتبه‌های بالاتر بسط شار پرداخته می‌شود. پس‌ازآن با گسسته‌سازی معادله پخش چند گروهی نوترون، نشان داده می‌شود که این روش‌ از زمان محاسبات بهینه و دقت خوبی بهره می‌برد. گسسته‌سازی معادله پخش مستقیم و الحاقی، برای هندسه شش‌گوش دوبعدی و در دو گروه انرژی انجام می‌شود و پس‌ازآن شبیه‌ساز قلب رآکتور sh3-acnem توسعه می‌یابد. جهت راستی‌آزمایی، محاسبات برای قلب رآکتور iaea-2d انجام‌شده و با مقایسه با مراجع معتبر، نتیجه می‌شود که با افزایش مرتبه بسط شار از چندجمله‌ای‌های درجه‌دو به پنج، خطای محاسبات از 11.36‌% به 3.52‌% بهبود می‌یابد.

development of the sh3-acnem simulator program in order to solving the forward and adjoint neutron diffusion equation for hexagonal geometry reactor cores

to perform a neutronic analysis of the reactor core, it is necessary to develop nuclear computing software to produce multi-group constants and numerical solutions to the multi-group neutron diffusion equation. for this purpose, some methods are used in nuclear calculation codes that, in addition to the necessary accuracy of cost and computing time, are optimal. this paper discusses the average current nodal expansion method as well as higher orders of flux expansion. then, the discretization of the neutron diffusion equation with acnem is shown, which has the ability to calculate in optimum time and with good accuracy. the discretization of the forward and adjoint neutron diffusion equation is performed for two-dimensional hexagonal geometry in two energy groups and then the sh3-acnem reactor core simulator is developed. to verify; the calculations for the iaea-2d reactor core are performed and compared with valid references. it results that the computational error improves from 11.36% to 3.52% by increasing the flux expansion order from quadratic polynomials to five.