Dobókocka

Az Európai Atomenergia-közösség idei nukleáris innovációs díjazottjai ­között szerepel a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Természettudományi Karának Légrády Dávid egyetemi docens által vezetett kutatócsoportja. A Guardyan szimulációs szoftverért odaítélt megosztott harmadik helyezés díját a franciaországi Lyonban megrendezett FISA 2022 konferencián adták át a csoport vezetőjének.

Légrády Dávid Atomfizikus 20220609 Budapest Fotó Bach Máté Magyar Nemzet Fotó: Bach Máté

– Monte-Carlo-módszer?
– Ez egy valószínűségszámítási modell, amelynek kifejlesztésében annak idején Neumann Jánosnak is szerepe volt. Az elnevezés a kaszinókban működő szerencsejátékokra utal, persze egy atomreaktor esetén nem hatoldalú dobókockával, hanem egy, tíz a kétszázharmincadikon oldalú „kockával” van dolgunk. Az alapötlet az, ha nagyon sokszor kipróbáljuk, hogy mi történik, majd vesszük a történések átlagát, az megmutatja, hogy nagy valószínűséggel mi lesz a törvényszerűség. A részecskék atomreaktor-béli mozgását a nagy számok miatt kézenfekvő ezzel a valószínűségszámítási módszerrel meghatározni. Az akadályt eddig a számítógépes kapacitás hiánya jelentette, legalábbis mindenki azt hitte, hogy nincs az a teljesítmény, amely elegendő volna egy ilyen szoftver futtatására.

– És itt jöttek önök a képbe, ha jól sejtem…
– Az ihletet a számítógépes képi látvány-előkészítő folyamatok adták, amelyek ugyancsak a Monte-Carlo-módszer szerint működnek. Akik kicsit is jártasak a digitális filmek vagy számítógépes játékok készítésében, azok számára a renderelés (leszámoltatás) kifejezés nem ismeretlen. Ez az, amikor a számítógép a rengeteg input adatból egy megjelenítésre alkalmas fájlt készít (minden egyes pixel külön adat, amely képfrissítéstől függően másodpercenként átlag 25-50 alkalommal változik). A fény terjedése nagyon hasonlít a neutronok anyagban történő mozgásához, ezért a reaktorbeli folyamatok hasonló algoritmussal számíthatók ki, mint egy számítógépes játékban az élethűnek látszó digitális világ képe. A videó­kártyákat kifejezetten az ilyen nagyon gyorsan elvégzendő számítási feladatra fejlesztették ki. A számítógépes játékok teljesítményigénye miatt ez a technológia ugrásszerű fejlődésen ment keresztül. A Guardyan kódját éppen ezért kifejezetten GPU videókártyákra optimalizáltuk, a programot pedig nukleáris reaktorok működésének elemzésére írtuk. A program legfőbb erénye a pontosság, ezért elsősorban hatósági ellenőrzéseknél, az adatok validálásánál lehet szerepe. Baleseti szcenáriókkal eddig is rutinszerűen számoltak a szakemberek, de más módszerekkel. Ha nálunk is ugyanaz az eredmény jön ki, akkor az visszaigazolja az ő számításaikat.

– Igaz, hogy az üzemelő paksi blokkok egyikét már ellenőrizték is?
– Igen, amihez figyelembe kellett venni a zóna 44 ezer üzemanyagpálcájában lejátszódó kölcsönhatások sokéves történetét, a neutron­fluxust mérő detektorok elhelyezkedését, a hőmérsékleti viszonyokat és még egy sor más tényezőt. A reaktorindítás előtti, rutinszerű időfüggő mérések eredményeit a program teljes részletességgel és kiváló eredménnyel reprodukálta.

– Ezek után hol fogják alkalmazni a programjukat?
– Erre jelenleg nem tudok választ adni. Idehaza az atomenergia-hivatalnak lehet fontos, hogy a program segítségével vissza tudja ellenőrizni a más módon elvégzett számításokat. A díjnyertes szoftver a Budapesti Műszaki Egyetem tulajdona, egyetemként pedig elvileg abban lennénk érdekeltek, hogy tudományos szolgáltatásként érté­kesítsük az erőművi blokkokra vonatkozó számítási eredményeket akár idehaza, akár a nemzetközi porondon. Ehhez célszerű volna a Guardy­an fejlesztését folytatni, amire részleges finanszírozást biztosított a Tématerület Kiválósági ­Program, de ez a nyárral kifut. A további finanszírozást adó Országos Atomenergia Hivatallal kötött kétéves keretszerződésünk is lejárt, ők egyelőre nem tudják tovább finanszírozni a munkát. Most tehát anyagi bázist keresünk. Ha megtalálnánk, akkor összekapcsolnánk a neutronszámításokat a termodinamikai folyamatok szimulációjával. Már van is ilyen kódunk, meglenne a csatolás, most jönne az, hogy elemezzük, valóban működik-e. Ha mindez a reményeink szerint alakulna, a jövőben tudományos szolgáltatásként egy ilyen kóddal kiegészítve egyetemünk biztonsági elemzéseket végezhetne a világ atomreaktorai, illetve nukleáris hatóságai számára.

Borítókép: Légrády Dávid (Fotó: Bach Máté)