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对核反应堆中流体速度近百亿亿级模拟,这是迄今计算量最大的核工程模拟之一。图片来源:阿贡国家实验室
科技日报北京9月27日电 (记者刘霞)据美国能源部下属阿贡国家实验室官网26日报道,该实验室明升体育app家计划使用其即将推出的百亿亿级(E级)超级计算机“极光”,来深入研究各种核反应堆模型的内部力学原理。这些模拟将提供前所未有的细节,提高明升体育app家对核燃料棒内复杂热流的理解,获得能彻底改变反应堆设计的见解,在使核反应堆安全发电的同时大幅节省成本。
核能约占美国总用电量的20%,可再生电力的50%,但美国现有反应堆大多数都是几十年前建造的。建造一个新核反应堆需要时间,而且要从严格的计算机模拟开始。鉴于此,阿贡国家实验室的明升体育app家计划用最先进的超级计算机来模拟核反应堆模型,旨在为建造新型商业反应堆的公司提供更大的算力以验证其设计。
阿贡国家实验室核工程师狄龙·谢弗指出,“极光”真正的创新之处在于能够进行模拟的规模数量。利用E级超级计算机开展模拟,明升体育app家将能以“高保真度”观察核反应堆堆芯的情况。从本质上讲,模拟将包含数千万个离散元素和数十亿个未知元素。谢弗指出,目前他们可以模拟整个堆芯,但要做到高保真度,确实需要一台E级超级计算机来计算最精细尺度上所有的物理要素。
研究人员表示,通过模拟反应堆中的湍流(燃料棒周围循环的热的漩涡和涡流),明升体育app家可以有效地模拟反应堆的传热特性。此外,借助超级计算机模拟,解决反应堆中所有小细节,有望产生巨大的影响,比如催生用钠或熔盐冷却的反应堆。
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