Serpent

Serpent является кодом для нейтронно-физического расчёта методом Монте-Карло активной зоны реактора с возможностью моделирования выгорания[6]. Его геометрия, основанная на понятии “вселенная”, позволяет описывать любые двух- или трёхразмерные системы, хотя он специально разработан и оптимизирован для физического расчёта решёток. Так, введено упрощенное описание цилиндрических ТВЭЛов, прямоугольных и гексагональных решёток. Код автоматически вычисляет все малогрупповые константы, кинетические характеристики и параметры запаздывающих нейтронов, необходимые для детерминистических методов расчёта.

Моделирование проводится в Serpent с помощью усовершенствованного метода дельта-трекинга(англ. Woodcock delta tracking), и кроме его больше методов в версии Serpent 1 не предусмотрено. Это очень сильно ограничивает возможность применения данного кода в условиях ограниченных ресурсов.

Serpent использует данные о взаимодействии нейтронов из файлов библиотек сечений формата ACE. Все сечения энергозависимых реакций моделируются, используя одну объединённую сетку энергий для всех нуклидов. При значениях энергии, отличающихся от табличных, сечения вычисляются с помощью линейной интерполяции. Благодаря тому, что сетка одна, сокращается время её повторных применений. В свою очередь, это приводит к значительному ускорению вычислений. Объединенная сетка создаётся соединением сеток всех нуклидов. Минусом такого подхода является чрезмерно большой размер сетки, особенно при расчёте выгорания. В таком случае данные о сечениях могут требовать нескольких гигабайт оперативной памяти, что в случае серьезных вычислений требует значительных ресурсов.

Данный код поддерживает технологию распараллеливания задач MPI и пригоден для расчетов на суперкомпьютерах и кластерах.

Основными применениями данного кода являются:

· Расчёт выгорания в делящемся веществе;

· Подготовка малогрупповых констант для детерминистических кодов;

· Полноценное нейтронно-физическое моделирования всей активной зоны реактора;

Особенности данного кода:

· Не использует динамическую память — требователен к памяти и ресурсам системы;

· Может применять только один метод ускорения сходимости;

· Предназначался только для расчетов поведения реакторов типа ВВЭР, т.е. плохо работает для других типов;

· Не является верифицированным кодом — не может быть использован в качестве эталона при расчетах;

· При покупке предоставляется исходный код и возможность получения его для всех последующих версий;