中国科学院中子输运理论与辐射安全重点实验室

核与辐射安全仿真综合实验平台

2014-3-2

核与辐射安全仿真综合实验平台基于多物理耦合模拟与先进信息技术,可综合仿真核能系统不同工况下的全范围行为与核事故的全过程,是核安全及核技术应用相关研究的重要基础。

平台占地约5000㎡,固定资产价值超过5000万元,主要设备包括:超110万亿次的高性能计算系统;数据手套、实时动作扑捉等先进三维交互系统;数字头盔、全息、主动/被动三维立体仿真等大型多通道立体仿真系统;医用电子直线加速器、红外实时定位、剂量测量等精准放射治疗系统。

平台具备完善的核能系统虚拟漫游、三维结构虚拟装配与设计验证、核与辐射安全评估、核事故瞬态演化过程模拟,以及基于辐照剂量的维修计划优化等功能,已成功应用于中国铅基反应堆CLEAR和国际热核聚变实验堆ITER的安全综合仿真;此外,基于精准放射治疗系统可开展图像、剂量引导放射治疗和剂量学等相关机理与关键技术的实验研究。

研究方向

1.  中子输运理论与数值模拟(解决核与辐射安全源头问题)

1)  复杂系统建模理论与方法

2)  先进粒子输运理论与方法

2.  系统安全理论与风险模拟(核与辐射安全运行保障)

1)   系统安全理论方法体系

2)  核系统概率安全与实时风险管理

3)  复杂系统可靠性与故障诊断

3.  人体辐射剂量模拟(核与辐射对人身安全影响)

1)   人体精确剂量计算理论与方法

2)  人体实时剂量反演理论与方法

3)  辐射虚拟人建模方法

4.  多物理耦合与集成仿真(数字反应堆、虚拟核电站的重要技术内涵)

1)   多物理耦合模拟方法

2)  集成仿真关键技术

 

软件系统

1.  基础物理问题模拟

1)   SuperMC    超级蒙特卡核计算仿真软件系统

2)   NTC        中子学与热工水力学耦合瞬态安全分析软件

3)   MTC        磁流体动力学与热工水力学耦合数值模拟软件

4)   TAS        聚变氚循环分析软件

5)   RiskA      概率安全/可靠性分析软件

6)   HENDL      混合评价核数据库

7)   RiskBase   可靠性数据库系统

2. 设计交互与优化

1)   RVIS       核与辐射安全仿真系统

2)  MCAM       多物理耦合分析自动建模软件

3)  VisualBUS   大型集成中子学计算分析系统

4)  RiskAngel   核电站实时风险管理系统

5)  ARTS        精准放射治疗系统

6)  SYSCODE     反应堆设计参数优化与经济性分析软件

7)  FusionDB    聚变数据库系统

3. 多过程综合集成仿真

1)   Virtual4DS     数字社会环境下的虚拟核电站计划

2)   CLEAR-V     铅基数字(虚拟)反应堆

3)   ITER-V     国际热核聚变实验堆综合数字仿真平台

4)   NBigData    核能大数据

5)   NCloud     核能云平台

6)   CROSS     科研与管理协同信息化平台

自主知识产权,通过国际QA认证

硬件系统

 

            大型多通道柱幕立体仿真系统                     先进实时跟踪系统

 

 三维人体扫描系统与激光内雕机            千核级高性能计算刀片服务器

    

 精准放射治疗系统                      数字头盔

重点项目与成果

1.  重点项目

1)   先进反应堆设计(战略性先导科技专项、科技部ITER专项、自然基金委重大研究计划重点项目等)

2)   反应堆设计软件系统与数据库平台的开发(国家科技基础条件平台建设项目、科技部ITER专项、中科院“重点数据库”项目等)

2.  20余款自主产权专业软件(自成体系,总投入>800人年)

1)   超级蒙特卡罗核模拟软件:通过ITER  QA认证,被选为ITER标准参考软件,已在80多个国家的近600家国际知名科研广泛公开应用

2)   核安全软件:国内首个拥有自主知识产权并应用于核电站的安全分析软件,并已经在秦山三核稳定运行三年

3)   核医学软件:获数千万产业化投资,建立安徽省精确放疗工程研究中心

4)   科研与管理信息化:相关实践应邀在《中国科研信息化蓝皮书》发表,入选中科院信息化十大优秀案例

5)   多篇论文荣获“国际基本科学指标数据库ESI-高被引论文榜”收录,标志科研成果达到国际同领域前1%水平

6)   相关成果荣获国家能源科技进步、核能行业协会科学技术、安徽省科学技术一等奖