원자력 기술 응용 분야를 위한 TopMC 1.0 개발, 원자력 설계 및 방사선 안전 평가를 위해 구현하는 다기능 중성자 계산 방법, SuperMC(TopMC의 모체가 된 통합 원자력 시스템 시뮬레이션을 위한 CAD 기반 Monte Carlo 프로그램)에 대한 동료 검토 논문입니다. EPJ 원자력 과학 및 기술, 핵융합 과학 및 기술 및 원자력 연보에 게시되었습니다.
참고자료
- Development of TopMC 1.0 for nuclear technology applications[J]. EPJ Nuclear Sciences & Technologies, 2025, 11. DOI:10.1051/epjn/2024033
- Multifunctional Neutronics Calculation Methodology and Program for Nuclear Design and Radiation Safety Evaluation[J]. Fusion Science & Technology, 2018: 1–9. DOI:10.1080/15361055.2018.1475162
- CAD-based Monte Carlo program for integrated simulation of nuclear system SuperMC[J]. Annals of Nuclear Energy, 2015. DOI:10.1016/j.anucene.2014.08.058
논문
Development of TopMC 1.0 for nuclear technology applications
원자력 기술 애플리케이션을 위한 TopMC 1.0 개발
Development of TopMC 1.0 for nuclear technology applications[J]. EPJ Nuclear Sciences & Technologies, 2025, 11.
초록
입자 수송은 원자력 기술 응용에서 중요한 역할을 합니다. 일반화된 방법론으로서 몬테카를로(Monte Carlo)는 입자 수송에 널리 사용됩니다. 우리는 특히 복셀 모델링, 결합된 광자-전자 수송, 고급 펄스 높이 계산 방법론과 같은 측면을 해결하는 등 현장의 몇 가지 주요 어려움을 조사했습니다. 우리는 중성자 계산, 원자력 설계 및 안전 평가를 위한 다기능 프로그램(TopMC)의 기능을 향상시키기 위해 몇 가지 필수 기술을 개발했습니다. 이 기여는 의료 영상 데이터 및 빠른 입자 추적 방법을 기반으로 한 복셀 모델 구축, 응축된 이력 접근 방식에 기반한 전자 전달 메커니즘, 펄스 높이 집계의 효율성을 향상시키기 위한 분산 감소 전략을 포함하여 TopMC의 R&D 진행 상황을 보여줍니다. 또한 원자력 기술 분야의 일련의 응용 프로그램을 사용하여 TopMC를 검증하고 정확성과 효율성을 입증했습니다. TopMC은 붕소 중성자 포획 요법(BNCT)의 입자 수송, 핵 로깅, 감마선 탐지 시스템, 전자 가속기 등에 적용될 수 있습니다.
Multifunctional Neutronics Calculation Methodology and Program for Nuclear Design and Radiation Safety Evaluation
원자력 설계 및 방사선 안전성 평가를 위한 다기능 중성자 계산 방법론 및 프로그램
Multifunctional Neutronics Calculation Methodology and Program for Nuclear Design and Radiation Safety Evaluation[J]. Fusion Science & Technology, 2018: 1–9.
초록
핵융합 시스템과 같은 첨단 핵 시스템은 일반적으로 큰 크기, 복잡한 구조, 구성 요소와 재료의 공간적으로 이질적인 분포, 높은 에너지 및 높은 플럭스, 넓고 복잡한 중성자의 에너지 스펙트럼 등의 특징을 가지고 있습니다. 전통적인 핵 시스템과 비교하여 이러한 기능은 중성자 설계 및 분석에 전례 없는 과제를 가져왔습니다. 이러한 과제에 직면하기 위해 FDS 팀은 중성자 방법과 원자력 설계 및 안전 평가를 위한 포괄적인 시뮬레이션 코드 슈퍼 다기능 계산 프로그램(SuperMC) 개발에 상당한 진전을 이루었습니다. 또한, FDS 팀은 고강도 D-T 핵융합 중성자 발생기(HINEG)를 개발하고 일련의 중성자 실험을 수행했습니다. 개발된 방법, 코드 및 설비를 바탕으로 FDS 계열 원자로 설계 및 ITER 중성자 분석을 포함한 일련의 핵융합 설계 및 분석이 수행되었습니다.
CAD-based Monte Carlo program for integrated simulation of nuclear system SuperMC
원자력 시스템 통합 시뮬레이션을 위한 CAD 기반 Monte Carlo 프로그램 SuperMC
CAD-based Monte Carlo program for integrated simulation of nuclear system SuperMC[J]. Annals of Nuclear Energy, 2015.
초록
몬테카를로(MC) 방법은 복잡한 원자력 시스템을 시뮬레이션하는 데 뚜렷한 장점이 있으며 향후 원자력 설계 및 분석을 위한 일상적인 방법으로 구상됩니다. 다중 물리 현상 시뮬레이션과 결합된 MC 방법을 사용한 고충실도 시뮬레이션은 원자력 시스템의 안전성, 경제성 및 지속 가능성에 중요한 영향을 미칩니다. 그러나 현재 MC 방법과 코드에 대한 큰 어려움으로 인해 실제 엔지니어링 프로젝트에 적용할 수 없습니다. 중국의 FDS 팀이 개발한 SuperMC는 하이브리드 MC와 결정론적 방법 및 고급 컴퓨터 기술을 활용하여 원자력 시스템의 통합 시뮬레이션을 위한 CAD 기반 Monte Carlo 프로그램입니다. 본 논문에서는 SuperMC의 설계 목표, 아키텍처 및 주요 방법론을 제시합니다. 최신 버전인 SuperMC2.1은 중성자, 광자 및 결합 중성자와 광자 수송 계산, 기하학 및 물리학 모델링, 결과 및 프로세스 시각화를 수행할 수 있습니다. 핵융합로 ITER 모델, 고속로 BN-600 모델 등 일련의 벤치마킹 사례를 이용하여 개발 및 검증하였다. SuperMC는 여전히 원자력 시스템 시뮬레이션을 위한 일반적이고 일상적인 도구로 발전하는 과정에 있습니다.