Simulazioni numeriche avanzate per la sicurezza del reattore

Dal 2005, la Comunità europea dell’energia atomica (Euratom) ha supportato una serie di progetti di ricerca con l’obbiettivo di creare una struttura integrata di simulazione per la modellazione di reattori ad acqua leggera. Questi reattori, raffreddati e moderati ad acqua, attualmente rappresentano la maggioranza di tutte le centrali nucleari.

Il progetto NURESIM ha creato la prima piattaforma informatica europea comune. Il successivo progetto NURISP ha dimostrato e migliorato le capacità di previsione di singoli modelli, solutori e codici incorporati nella piattaforma.

Questo progetto, NURESAFE (Nuclear reactor safety simulation platform), è stato lanciato nel 2013 per far progredire la piattaforma di simulazione per l’analisi della sicurezza del reattore. Oltre 20 università, centri di ricerca e partner industriali sono coinvolti in questo sforzo per aumentare la precisione al momento di fare delle previsioni su qualsiasi allungamento della durata sicura del reattore.

Gli strumenti di simulazione per i reattori nucleari sono già ampiamente usati per questo scopo. Tuttavia, essi dovrebbero essere anche in grado di modellare le condizioni locali dei componenti del nucleo e interni alla vasca, inclusi i progetti di reattori nuovi e più complessi. Sono inoltre necessarie previsioni più accurate della potenza della barra di combustibile e del campo termico delle strutture interne del reattore per quantificare le tolleranze dei fenomeni temuti durante un incidente.

Entro la fine del 2015, il team di NURESAFE avrà fornito delle nuove funzioni per supportare la piattaforma europea di simulazione esistente in calcoli multiscala e multifisici. La piattaforma sarà in grado di combinare codici neutronici, termoidraulici e relativi alle prestazioni del combustibile su varie scale fisiche e temporali.

Le simulazioni multifisiche possono essere composte da singoli modelli numerici basati sulla fisica, con uno strumento software che provvede poi a mettere assieme i pezzi separati. Soluzioni dipendenti dal tempo del trasporto di neutroni 3D stocastico e deterministico verranno fornite per modellare configurazioni eterogenee del nucleo.

Dopo l’incidente di Fukushima Daiichi in Giappone, il miglioramento delle previsioni riguardanti il comportamento del nocciolo del reattore è diventato di primaria importanza nell’industria nucleare. Il risultato finale del progetto NURESAFE sarà un’affidabile piattaforma software per modellare, registrare e recuperare dati per le simulazioni riguardanti il reattore nucleare.