TORT-TD

Software zur Berechnung der zeitabhängigen Neutronentransportgleichung für 2D/3D-Transientenanalysen

TORT-TD ist ein zeitabhängiger, dreidimensionaler Mehr-Gruppen-Neutronentransportcode, mit dem sich Transienten mit stabzellweiser Auflösung berechnen lassen. TORT-TD löst die zeitabhängige und stationäre Neutronen-Transportgleichung in einer Diskrete-Ordinaten-Darstellung. Das Programm basiert auf dem Code TORT des ORNL-Codesystems DOORS für stationäre Probleme.

Funktionen von TORT-TD
Unbedingte numerische Stabilität bei transienten Rechnungen wird in TORT-TD durch die Anwendung eines vollimpliziten Zeitdiskretisierungsverfahrens erreicht. Wenngleich der Rechenaufwand gegenüber expliziten Verfahren höher ist, ist die Größe eines Zeitschritts nur durch Diskretisierungsfehler und das Konvergenzverhalten nach oben beschränkt. Die raum-zeit-energieaufgelösten inversen Reaktorperioden werden zur Extrapolation der Neutronenflussverteilung zum nächsten Zeitschritt benutzt. Hierdurch kann in transienten Problemen Rechenzeit eingespart werden. Anisotrope Neutronenstreuung wird durch eine Legendre-Entwicklung der Streuwirkungsquerschnitte beschrieben. Stabzell-Homogenisierungsfehler können durch Stabzell-Diskontinuitätsfaktoren korrigiert werden.

Die Dynamik verzögerter Neutronen wird durch eine frei wählbare Anzahl von Mutterkerngruppen berücksichtigt. Daten prompter und verzögerter Neutronen wie Spaltspektren, Neutronengeschwindigkeiten, relative Anteile verzögerter Neutronen oder Mutterkern-Zerfallskonstanten können entweder als globale Werte oder materialspezifisch vorgegeben werden. Nukleare Wenig-Gruppen-Daten werden für jede Materialmischung in Form parametrisierter Wirkungsquerschnittsbibliotheken in einem NEMTAB-ähnlichen Format vorgegeben. Die Parametrisierung erfolgt nach Brennstofftemperatur, Moderatordichte, Borkonzentration und Abbrand, wobei für die ersten drei Größen zwischen benachbarten Tabellenwerten mittels kubischer Spline-Polynome interpoliert wird.

Kopplung mit anderen Rechencodes
Zur Berücksichtigung thermohydraulischer Rückwirkungen wurde TORT-TD sowohl mit dem GRS-Systemcode ATHLET als auch mit dem Unterkanalcode COBRA TF gekoppelt. In beiden Codesystemen wurde eine sogenannte interne Kopplung implementiert. Der Austausch neutronenphysikalischer und thermohydraulischer Daten erfolgt über standardisierte Schnittstellen durch direkte Arbeitsspeicherzugriffe.
TORT-TD verfügt über die Möglichkeit, externe zeitabhängige und anisotrope Neutronenquellen zu simulieren. Dies ermöglicht die Behandlung unterkritischer Systeme mit gepulsten Neutronenquellen wie etwa ADS (accelerator driven systems – beschleunigergetriebene Systeme).