The adjoint transport problem applied to estimate neutral particle leakage in the discrete ordinates formulations
DOI:
https://doi.org/10.15392/2319-0612.2022.1850Palavras-chave:
neutron leakage, adjoint transport problem, discrete ordinates, spectral nodal method, energy multigroupResumo
In source–detector problems, neutron leakage is a quantity of interest that could lead to improve shielding structures, thus reducing the dose received by humans. In this work, we apply an adjoint technique with spectral nodal methods to compute neutron leakage in multigroup one– and two–dimensional problems in the discrete ordinates (SN) formulation. The use of the adjoint technique to calculate the leakages due to various source distributions is very convenient as it is possible to run adjoint problems and store the neutron importance maps. Here we solve the homogeneous adjoint SN transport equation by considering unit outgoing adjoint flux at the boundary. In order to numerically solve slab– and X, Y–geometry problems, we use spectral nodal methods that have been widely applied and discussed in the literature. Numerical results are given to illustrate the present adjoint technique to estimate the neutron leakage for each energy group in source–detector problems. For all the test problems, the results obtained by the adjoint technique as described in this paper do agree with the results obtained by solving the analogous forward problem.
Downloads
Referências
LEWIS, E.E.; MILLER, W.F. Computational methods of neutron transport, 1st ed., Illinois, USA: American Nuclear Society, 1993.
PRINJA, A.K.; LARSEN, E.W. General principles of neutron transport. In: CACUCI, D.G. Handbook of nuclear engineering, 1st ed., New York, USA: Springer Science + Business Media, 2010. P.427–542.
CURBELO, J.P.; DA SILVA, O.P; BARROS, R.C. An adjoint technique applied to slab–geometry source–detector problems using the generalized spectral Green’s function nodal method. Journal of Computational and Theoretical Transport, v. 47 (1–3), p. 278–99, 2018.
BARICHELLO, L.B.; PAZINATTO, C.B.; RUI, K. An analytical discrete ordinates nodal solution to the two–dimensional adjoint transport problem, Annals of Nuclear Energy, v. 135, p. 106959, 2020.
MORAES, L.R.C.; MANSUR, R.S., MOURA, C. A.; CURBELO, J.P.; ALVES FILHO, H.; BARROS, R.C. A Response Matrix Method for Slab–Geometry Discrete Ordinates Adjoint Calculations in Energy–Dependent Neutral Particle Transport, Journal of Computational and Theoretical Transport, v. 50:3, p. 159–179, 2021.
CURBELO, J.P.; BARROS, R.C. A spectral nodal method for the adjoint S_N neutral particle transport equations in X,Y–geometry: Application to direct and inverse multigroup source–detector problems, Annals of Nuclear Energy, v. 150, p. 107822, 2021.
MORATÓ, S.; BERNAL, A.; MIRÓ, R.; ROMAN, J.E.; VERDÚ, G. Calculation of k modes of the multi–group neutron transport equation using the discrete ordinates and Finite Difference Method. Annals of Nuclear Energy, v. 137, p. 107077, 2020.
SIEWERT, C.E. A spherical–harmonics method for multigroup or non–gray radiation transport. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, v. 49 (2), p. 95–106, 1993.
CURBELO, J.P.; DA SILVA, O.P; BARROS, R.C. On the Generalization of the Response Matrix Spectral Nodal Method for Neutral Particle S_N Source–Detector Problems in Slab Geometry, Journal of Computational and Theoretical Transport, v. 50:1, p. 67–86, 2021.
Downloads
Publicado
Edição
Seção
Licença
Direitos autorais (c) 2022 Brazilian Journal of Radiation Sciences
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Declaro que o presente artigo é original, não tendo sido submetido à publicação em qualquer outro periódico nacional ou internacional, quer seja em parte ou em sua totalidade. Declaro, ainda, que uma vez publicado na revista Brazilian Journal of Radiation Sciences, editada pela Sociedade Brasileira de Proteção Radiológica, o mesmo jamais será submetido por mim ou por qualquer um dos demais co-autores a qualquer outro periódico. Através deste instrumento, em meu nome e em nome dos demais co-autores, porventura existentes, cedo os direitos autorais do referido artigo à Sociedade Brasileira de Proteção Radiológica, que está autorizada a publicá-lo em meio impresso, digital, ou outro existente, sem retribuição financeira para os autores.
Licença
Os artigos do BJRS são licenciados sob uma Creative Commons Atribuição 4.0 Licença Internacional, que permite o uso, compartilhamento, adaptação, distribuição e reprodução em qualquer meio ou formato, desde que você dê o devido crédito ao (s) autor (es) original (is) e à fonte, forneça um link para a licença Creative Commons, e indique se mudanças foram feitas. As imagens ou outro material de terceiros neste artigo estão incluídos na licença Creative Commons do artigo, a menos que indicado de outra forma em uma linha de crédito para o material. Se o material não estiver incluído no licença Creative Commons do artigo e seu uso pretendido não é permitido por regulamentação legal ou excede o uso permitido, você precisará obter permissão diretamente do detentor dos direitos autorais. Para visualizar uma cópia desta licença, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
