Fox, Francisco (2022) Optimización de algoritmos de estimación de densidades para el cálculo de haces de neutrones y fotones / Optimization of density estimation algorithms for the calculus of neutron and photon beams. Proyecto Integrador Ingeniería Nuclear, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro.
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| PDF (Tesis) Español 9Mb |
Resumen en español
En el presente trabajo se optimizaron los algoritmos de estimación de densidades implementados en la herramienta computacional, KDSource. El objetivo consiste en variaciones en las metodologías de generación de fuentes distribucionales de radiación mediante la utilización de algoritmos de KDE, utilizando particularmente una función kernel del tipo Epanechnikov y coordenadas espaciales cilíndricas como sistema de referencia de las partículas. Se realizó un primer desarrollo independiente, utilizando como caso de estudio el acelerador lineal LINAC. Se obtuvieron resultados satisfactorios en comparación con la metodología ya existente, la cual consiste en la utilización de kernel gaussiano y sistema de referencia cartesiano. En base a esta comparación se agregaron estas modificaciones a la herramienta de cálculo, para finalmente realizar una validación del código con datos experimentales tomados de la facilidad de neurografía del reactor de investigación RA-6. Los resultados de la validación son satisfactorios comparados a los datos experimentales. Se concluyó entonces que la optimización de cambio de kernel realizada en el código fue efectiva para el cálculo de haces de radiación. Asimismo, el uso de coordenadas espaciales cilíndricas fue satisfactorio en dispositivos con ese tipo de geometrías.
Resumen en inglés
In the present work, optimizations were made on density estimation algorithms implemented in the computational tool, KDSource. The objective consisted of variations in the methodologies for generating distributional sources of radiation through the use of KDE algorithms, particularly the use of an Epanechnikov-like kernel function and cylindrical spacial coordenates as reference system of the particles. A first independent development was carried out, using as case study the linear accelerator, LINAC. Satisfactory results were obtained in comparison with the existing methodology, which uses a Gaussian kernel and a Cartesian reference system. Based on this comparison, these modifications were added to the tool, to finally carry out a validation of the code with experimental data taken from the RA-6 research reactor neutrography facility. The validation results are satisfactory compared to the experimental data. It was concluded that the kernel change optimization performed in the code was effective for the calculation of radiation beams. Likewise, the use of cylindrical spatial coordinates was satisfactory in devices with this type of geometries.
| Tipo de objeto: | Tesis (Proyecto Integrador Ingeniería Nuclear) |
|---|---|
| Palabras Clave: | Monte Carlo method; Método Monte Carlo; RA-6 reactor; Reactor RA-6; [Kernel Density Estimation; KDE; Linear accelerator; LINAC] |
| Referencias: | [1] Kdsource, a tool for the generation of monte carlo particle sources using kernel density estimation, 2022. [2] Smith, M. A. Zpr-6 assembly 6a: A cylindrical assembly with uranium oxide fuel and sodium with a thick depleted-uranium blanket. International Handbook of Evaluated Criticality Safety Benchmark Experiments (ICSBEP), IEU-COMPFAST-001. Organization for Economic Co-operation and Development-Nuclear Energy Agency (OECD-NEA), 2016. [3] Romano, P. K., Horelik, N. E., Herman, B. R., Nelson, A. G., Forget, B., Smith, K. OpenMC: A state-of-the-art Monte Carlo code for research and development, tomo 82. Elsevier, 2015. [4] OpenMC. https://docs.openmc.org/en/stable/. [5] ENDF/B-VII. 0: next generation evaluated nuclear data library for nuclear science and technology. Nuclear data sheets 107, pág.. 2931 3060, 2006. [6] Abbate, O. I. Kdsource: Desarrollo de una herramienta computacional para el cálculo de blindajes. Tesis de carrera de maestría en ingenier´ıa, Instituto Balseiro, Diciembre 2021. [7] McStas. McStas - A neutron ray-trace simulation package. https://www.mcstas. org. [8] B.W., S. Density estimation for statistics and data analysis. London: Chapman and Hall, 1986. [9] Kernel density estimation method for monte carlo global flux tallies. Nuclear science and engineering, 2012. [10] Facility for the measurement of neutron spectra by the time of flight method. Technical Report, Comisi´on Nacional de Energía Atómica, 1974. [11] Descripción de la instalación experimental de radiografía de neutrones del ra6. Inf. Tec. ITE-EN-GIN-RI-PL-010, CNEA, 2021. [12] Z., P. Incorporación de algoritmos de kde al modelado de fuentes de radiación en cálculos de monte carlo. Proyecto Integrador de la carrera de Ingeniería Nuclear, Instituto Balseiro, Junio 2021. [13] ARN. Factores dosimétricos para irradiación externa y contaminación interna, y niveles de intervención para alimentos. https://www.argentina.gob.ar/sites/ default/files/gr1-r1_0.pdf, 2003. [14] Marín J., A. J. Relevamiento radiológico preliminar de la instalación experimental de neurografía del ra-6 a 1mw. Inf. Tec. ITE-EN-GIN-RI-PL-012, CNEA, 2021. [15] Verification and validation benchmarks. Nuclear Engineering and Design, 238 (3), 716-743, 2008. |
| Materias: | Ingeniería nuclear > Neutrónica |
| Divisiones: | Energía nuclear > Ingeniería nuclear > Física de reactores y radiaciones |
| Código ID: | 1104 |
| Depositado Por: | Tamara Cárcamo |
| Depositado En: | 29 Aug 2022 15:03 |
| Última Modificación: | 29 Aug 2022 15:03 |
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