Lähetä linkki
VTT:ltä uusi tietokoneohjelma säteilyn etenemisen mallintamiseen
01.06.2007
VTT:n erikoistutkija Petri Kotiluoto on väitöstutkimuksessaan kehittänyt MultiTrans-tietokoneohjelman varauksettomien ja varauksellisten hiukkasten, kuten neutronien, fotonien ja elektronien etenemisen mallinnukseen. Puumoniverkkotekniikkaan perustuva ohjelma nopeuttaa merkittävästi säteilyn etenemisen mallintamista. Kotiluodon väitös tarkistetaan 9.6.2007 klo 12 Helsingin yliopiston Fysikaalisten tieteiden laitoksella salissa D101.
MultiTrans-ohjelman avulla voidaan mallintaa säteilyn eteneminen
mielivaltaisessa 3D-geometriassa. Laskentageometria tuotetaan CAD-mallista,
mikä antaa mahdollisuuden käyttää moderneja suunnittelutyökaluja.
Laskentaverkko tarkentuu puumaisesti materiaalien rajapinnoilla, joissa hila
muodostuu automaattisesti hienojakoisimmaksi. Näin monimutkainenkin geometria
voidaan kuvata yksityiskohtaisesti merkittävästi pienemmällä hilapisteiden
määrällä verrattuna tasajakoiseen hilaan.
Laskentaverkon
puumaisuuden ansiosta ongelmalle on aina löydettävissä myös karkeammat
hilakuvaukset. Tällöin mallinnusyhtälön iteratiivisessa ratkaisussa voidaan
käyttää moniverkkotekniikkaa, jossa ongelma ratkaistaan ensin hyvin karkealla
tasolla. Tätä kuvausta käytetään alkuarvauksena yhä hienojakoisemmille
hiloille, mikä nopeuttaa huomattavasti laskentaa. Laskentaverkon puumaisuus ja
sen myötä hilapisteiden vähäisempi määrä nopeuttavat myös ratkaisun
löytymistä. Kyseessä on tiettävästi ensimmäinen puumoniverkkotekniikan
sovellus säteilyn etenemisen mallinnukseen.
MultiTrans-ohjelmaa
on testattu erilaisten sädehoitojen, esimerkiksi VTT:n Otaniemen
ydintutkimusreaktorilla annettavan BNCT-boorineutronikaappaushoidon, sekä
reaktorifysiikan laskentaongelmiin. Ohjelma on toistaiseksi vain VTT:n
käytössä.
Ongelmaksi on jossain määrin
osoittautunut säteilyn kulkeutumisyhtälölle käytetty yksinkertaistettu
palloharmoninen kehitelmä, jonka tarkkuus ei kaikissa tapauksissa vastaa
asetettuja vaatimuksia. Tarkempia kehitelmiä ja niiden soveltamista säteilyn
etenemisen mallinnukseen tutkitaan edelleen.
Lisätietoja:
Erikoistutkija
Petri Kotiluoto, puh. 020 722 6357
Väitöskirja on julkaistu VTT:n julkaisuluettelossa.
Kuva 1: CAD-malli VENUS-3 ydinreaktorista.
Kuva 2: Poikkileikkaus mallia vastaavasta puumoniverkosta.