對核反應(yīng)堆中流體速度近百億億級模擬，這是迄今計算量最大的核工程模擬之一。圖片來源：阿貢國家實驗室

　　科技日報北京9月27日電（記者劉霞）據(jù)美國能源部下屬阿貢國家實驗室官網(wǎng)26日報道，該實驗室科學(xué)家計劃使用其即將推出的百億億級（E級）超級計算機(jī)“極光”，來深入研究各種核反應(yīng)堆模型的內(nèi)部力學(xué)原理。這些模擬將提供前所未有的細(xì)節(jié)，提高科學(xué)家對核燃料棒內(nèi)復(fù)雜熱流的理解，獲得能徹底改變反應(yīng)堆設(shè)計的見解，在使核反應(yīng)堆安全發(fā)電的同時大幅節(jié)省成本。

　　核能約占美國總用電量的20%，可再生電力的50%，但美國現(xiàn)有反應(yīng)堆大多數(shù)都是幾十年前建造的。建造一個新核反應(yīng)堆需要時間，而且要從嚴(yán)格的計算機(jī)模擬開始。鑒于此，阿貢國家實驗室的科學(xué)家計劃用最先進(jìn)的超級計算機(jī)來模擬核反應(yīng)堆模型，旨在為建造新型商業(yè)反應(yīng)堆的公司提供更大的算力以驗證其設(shè)計。

　　阿貢國家實驗室核工程師狄龍·謝弗指出，“極光”真正的創(chuàng)新之處在于能夠進(jìn)行模擬的規(guī)模數(shù)量。利用E級超級計算機(jī)開展模擬，科學(xué)家將能以“高保真度”觀察核反應(yīng)堆堆芯的情況。從本質(zhì)上講，模擬將包含數(shù)千萬個離散元素和數(shù)十億個未知元素。謝弗指出，目前他們可以模擬整個堆芯，但要做到高保真度，確實需要一臺E級超級計算機(jī)來計算最精細(xì)尺度上所有的物理要素。

　　研究人員表示，通過模擬反應(yīng)堆中的湍流（燃料棒周圍循環(huán)的熱的漩渦和渦流），科學(xué)家可以有效地模擬反應(yīng)堆的傳熱特性。此外，借助超級計算機(jī)模擬，解決反應(yīng)堆中所有小細(xì)節(jié)，有望產(chǎn)生巨大的影響，比如催生用鈉或熔鹽冷卻的反應(yīng)堆。