SERPENT

Serpent to trójwymiarowy kod stosowany do obliczeń wypalenia paliwa, używający biblioteki ciągłego widma energetycznego, który jest rozwijany w  VTT Technical Research Centre w Finlandii od 2004 r. Kod stosuje metodę Monte Carlo – metody stochastyczne, które mogą być opisane jako metody symulacji statystycznej. Statystyka w tych metodach jest tylko pojęciem generalnym. Realizuje się ją przez jakiekolwiek wykorzystanie sekwencji losowania niezależnych liczb w celu przeprowadzenia symulacji. Statystyczne metody są zwykle przeciwstawiane konwencjonalnym numerycznym metodom dyskretnym,  które opierają się na zwyczajnych i cząstkowych równaniach różniczkowych, opisujących fizyczny bądź matematyczny system. W wielu przypadkach stosowania metody Monte Carlo, proces fizyczny nie wymaga zapisywania równań różniczkowych. Jedynym wymogiem jest to, aby mógł on być opisany funkcjami gęstości prawdopodobieństwa. Kiedy już funkcje te są znane, symulacja Monte Carlo może być przeprowadzona przez ich losowe próbkowanie. Ilość symulacji jest duża, a wynik jest stanowi średnią ze wszystkich zaistniałych obserwacji. W wielu wypadkach można oszacować błąd statystyczny z przeprowadzonych obliczeń na podstawie średniego wyniku, który pozwala oszacować optymalną ilość śledzeń neutronów w celu osiągnięcia najlepszej zbieżności.

Jest on przeznaczony dwuwymiarowych obliczeń fizycznych układów, ale określenie geometrii pozwala na modelowanie skomplikowanych trójwymiarowych układów jądrowych. Zastosowanie kodu Serpent jest szerokie, zaś dokładny opis przypadków, do których może być użyty, wymieniony jest poniżej.

Kod Serpent jest stosowany do:

  • Tworzenia jednorodnych wielogrupowych stałych dla deterministycznej symulacji pracy reaktora.
  • Badania cyklu paliwowego zawierającego szczegółową, ciągłą analizę na poziomie kaset paliwowych.
  • Walidacji deterministycznych kodów, rozwiązujących równanie transportu neutronów dla kaset paliwowych.
  • Obliczeń neutronowych i wypalenia paliwa dla reaktorów badawczych na poziomie całego rdzenia.
  • Celów edukacyjnych i demonstracyjnych, ukazujących zjawiska fizyczne mające miejsce w rdzeniu reaktora.