格里芬核反应堆模拟器助力先进核能技术研发
2026-02-28 14:58
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美国科学家近期开发出一款名为格里芬的新型数字测试平台,用于核反应堆物理建模与仿真。这一工具由爱达荷国家实验室和阿尔贡国家实验室共同创建,有望加速先进核反应堆的研发过程。

格里芬核反应堆模拟器能够对不同设计的反应堆性能进行精确预测,使工程师可以更细致地模拟复杂的反应堆行为,从而减少对昂贵原型和漫长测试周期的依赖。

阿尔贡国家实验室首席核工程师常浩·李博士表示:“格里芬能够模拟真实运行反应堆中发生的许多过程。它更接近真实场景,在反应堆堆芯恶劣环境中,高温、高压和中子通量正在导致燃料和反应堆材料发生变化。”

作为2025年研发100奖获奖软件,格里芬核反应堆模拟器被核能研究人员、监管机构和行业广泛应用。它模拟运行反应堆内部的核心过程,包括中子输运、热流、燃料通道和材料应力。

李博士补充说:“运行起来更便宜、更安全,让你能够探索多种场景。”该平台基于获奖的MOOSE平台开发,设计上允许与其他代码耦合,用于热流体、热化学和热力学分析。

爱达荷国家实验室辐射输运方法开发研究员乔什·哈诺菲博士指出:“它具备与MOOSE框架内或框架外的其他物理相互作用的能力。”该系统通过整合中子学、热工水力、结构力学、材料行为和燃料性能来模拟核反应堆。

格里芬核反应堆模拟器跟踪同位素变化,帮助评估燃料演变和反应堆运行方式。它利用核数据和机器学习预测中子相互作用,加速模拟过程,并支持研究人员在快速、低保真模型和较慢、高保真模型之间选择。

由于其技术深度和跨反应堆类型的灵活性,该系统可以分析球床、棱柱状高温、熔盐、钠和铅冷却反应堆的设计,以及微型反应堆和其他先进概念。

格里芬还被用于帮助设计美国国家航空航天局的核系统,包括核热推进火箭、用于月球和火星裂变表面动力的微型反应堆,以及为航天器和远程操作提供热和电的设备。

例如,在DARPA的敏捷地月操作演示火箭项目中,格里芬帮助模拟了核火箭内紧密耦合的物理系统。该平台的灵活性也扩展到聚变研究,可以模拟产生氚燃料的增殖包层内的中子相互作用。

爱达荷国家实验室前研发科学家哈维尔·奥尔滕西博士在新闻稿中总结道:“格里芬旨在通过将先进计算能力与深入的科学理解相结合,彻底改变核能,引领更安全、更高效的能源未来。”

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