Az NTI-n belüli determinisztikus módszertan és kódfejlesztés célja széles transzportközelítési és numerikus eljárási skála alkalmazása mellett stacioner és időfüggő 3D tranziens reaktorfizikai jelenségek szimulációja, továbbá a fejlesztett kódok termohidraulikai rendszerkód(ok)hoz történő csatolásának megoldása. Ezen a területen az Intézet létrejötte óta jelentős tapasztalatot halmoztunk fel.

Dr. Szatmáry Zoltán professzor munkásságának köszönhetően Intézetünkön belül kifejlesztésre került egy a kevéscsoport diffúziós közelítésen alapuló, térben és időben is véges-differencia-módszert alkalmazó reaktordinamikai kód, a DIMITRI (Diffusion en Milieux Tridimensionels = diffúzió háromdimenziós közegekben), amely képes a sztatikus sajátérték- és az adjungált egyenletek megoldására, lehetőség van benne az időfüggő és a forrásos diffúzióegyenlet megoldására is, valamint képes a technológiai bizonytalanságok hatását a sztochasztikus perturbáció-elmélet keretein belül szimulálni.

2014 óta végeselem-módszer alkalmazásával is folyik reaktorfizikai módszer- és kódfejlesztési munka az Intézeten belül. Ennek egyik eredményeképp létrejött a DIREMO (Neutrondiffúziós Reaktormodellező Oktatóprogram) nevű diffúziós kód, mely - hasonlóan a DIMITRI kódhoz - a kevéscsoport sztatikus és időfüggő diffúzióegyenletet oldja meg térben folytonos Galerkin, időben az ún. theta-módszert (egyfajta végesdifferencia-séma) alkalmazva. A DIREMO kód a végeselem-háló generálásának céljából a GMSH hálózó kódhoz van csatolva, mely program a DIREMO stacioner és időfüggő eredményeinek megjelenítésére is alkalmas. A DIREMO kód moduláris felépítésű, termikus és mechanikai problémák modellezésére is elkezdődött a felkészítése. Jelenleg a DIREMO végeselem-kód és az APROS termohidraulikai rendszerkód csatolásán dolgozunk, mellyel lehetőség nyílna kapcsolt reaktorfizikai-termohidarulikai folyamatok modellezésére is. Utóbbi kapcsán az NTI-n belül már készültek és folyamatosan készülnek hallgatói munkák.

Ugyancsak végeselem-módszerre épül, ugyanakkor a diffúziós transzportközelítés helyett az ún. SP_N módszert alkalmazza az Intézetünkben fejlesztett SPNDYN nevű, a sztatikus és időfüggő SP₃ egyenleteket megoldani képes program. Az NTI-n belül a folytonos Galerkin módszer alkalmazása mellett hibrid végeselem-eljárást alkalmazva is kidolgoztuk az SP₃ egyenletek numerikus megoldási módszerét, melynek a Paksi Atomerőmű Reaktorfizikai Osztályán fejlesztett C-PORCA programrendszerbe történő implementációja, tesztelése, rendszerbeillesztése CPL-SP3 modul néven jelenleg is folyamatban van.

Főbb publikációk:

B. Babcsány, I. Pós, D.P. Kis, 2021. Hybrid finite-element-based numerical solution of the multi-group SP₃ equations and its application on hexagonal reactor problems. Annals of Nuclear Energy, 155 (2021)

B. Babcsány, T. Bartók, D. P. Kis, 2020. Finite element solution of the time-dependent SP₃ equations using an implicit integration scheme. Kerntechnik, 85 (2020) 4; 292-300. oldalak

B. Babcsány, T. Hajas, P. Mészáros, 2020. Tranziens reaktorfizikai folyamatok végeselem-módszeren alapuló diffúziós modellezése. Nukleon, XIII. (2020) 233