MUSCLE-Foam: simulaties van gesmoltenzoutreactoren

De laatste jaren is er steeds meer aandacht voor een nieuw type kernreactor: de gesmoltenzoutreactor. Een gesmoltenzoutreactor (MSR) is een innovatief type kernreactor waarbij de brandstof en/of het koelmiddel een vloeibaar zoutmengsel is in plaats van water. Dit type reactor heeft een aantal veelbelovende eigenschappen. Zo bevat het natuurlijke veiligheidsmechanismen die de reactor stabiel en veilig houden. Daarnaast maakt het efficiënter gebruik van nucleaire brandstof en bestaat er zelfs de mogelijkheid om kernafval te recyclen tot herbruikbare brandstof.  

Een van de grote uitdagingen bij dit soort reactoren is dat de koppeling tussen reactorfysica en thermohydraulica een stuk sterker en complexer is dan bij traditionele, watergekoelde reactoren. Aangezien experimenten met gesmolten zout ingewikkeld en duur zijn, gebruiken onderzoekers vaak computersimulaties om het gedrag van deze reactoren in detail te bestuderen.

Om die reden ontwikkelt NRG PALLAS al enkele jaren de computercode MUSCLE-Foam. Deze code is gebaseerd op de veelgebruikte open-source thermohydraulica-software OpenFOAM. Daaraan zijn in MUSCLE-Foam neutronicamodellen toegevoegd. Hierdoor kan de code niet alleen stromingsverschijnselen en reactorfysica individueel simuleren, maar ook de complexe interacties tussen beide.

MUSCLE-Foam wordt in interne en Europese onderzoeksprojecten gebruikt om simulaties van reactorsystemen uit te voeren. Daarmee kunnen onderzoekers niet alleen normale bedrijfsomstandigheden bestuderen, maar ook wat er gebeurt als een reactor wordt opgestart of uitgeschakeld. Ook mogelijke storingen of ongevalssituaties kunnen zo worden nagebootst.

MUSCLE-Foam is recent open-source gemaakt. Dat betekent dat iedereen die dat wil de code kan gebruiken, bekijken en verder kan ontwikkelen.