Le Dr Zheng Yu des Instituts Hefei des sciences physiques de l’Académie chinoise des sciences, en coopération avec des chercheurs de l’Institut de technologie de Karlsruhe en Allemagne, a proposé une nouvelle méthode pour accélérer la simulation de blindage à grande échelle de Monte Carlo.
La nouvelle méthode de réduction de la variance globale, également appelée On The Fly (OTF), rend les codes de Monte Carlo (MC) applicables pour les analyses de blindage des réacteurs de fusion à grande échelle et complexes. Des résultats pertinents ont été publiés dans La fusion nucléaire.
MC est l’une des méthodes de calcul les plus précises dans le domaine de l’analyse nucléaire pour les réacteurs de fusion et de fission. Cependant, le calcul du blindage du dispositif de fusion à l’aide des codes de transport Monte Carlo reste difficile en raison de la complexité et du blindage lourd des réacteurs de fusion. Le taux de convergence lent du rendu de la méthode MC dans les simulations analogiques est d’un coût prohibitif en temps de calcul.
Les chercheurs ont introduit une nouvelle idée pour mettre à jour la fenêtre de poids tout au long du processus de transport dans cette méthode. Ils ont également proposé une solution innovante basée sur l’ajustement dynamique automatique des limites supérieures de la fenêtre de poids, qui a résolu le problème qui a longtemps tourmenté le calcul du transport de particules neutroniques de MC.
Lorsqu’ils ont appliqué la méthode OTF à l’analyse nucléaire du réacteur thermonucléaire expérimental international (ITER) et de l’accélérateur IFMIF-DONES à source de neutrons orientée vers l’International Fusion Materials Irradiation Facility-DEMO, des effets d’accélération remarquables ont été obtenus.
Par rapport à la méthode de réduction de la variance du générateur automatisé de réduction de variance (ADVANTG) développée par le laboratoire national d’Oak Ridge, l’effet d’accélération de la méthode OTF est de 13 à 20 fois supérieur à celui d’ADVANTG.
En outre, l’OTF sert également au calcul du champ de rayonnement global du réacteur chinois d’essais d’ingénierie de fusion, qui fournit une base importante pour évaluer le fonctionnement sûr de composants clés tels que les aimants et les enceintes à vide sous irradiation nucléaire.
Yu Zheng et al, Améliorations de la technique de réduction de la variance MC à la volée avec des limites supérieures dynamiques WW, La fusion nucléaire (2022). DOI : 10.1088/1741-4326/ac75fc