Suscríbete al boletín de novedades

Grupos de investigación - TECNOLOGÍA SANITARIA

Tecnología de Sistemas de Fisión, Fusión y de Fuentes de Irradiación (TECF3IR)


Investigador responsable: Javier Sanz

Entidad: Universidad Nacional de Educación a Distancia

Investigadores:

  • Juan Pablo Catalán
  • Mauricio García
  • Raquel García
  • Rafael Juárez
  • Aljaz Kolsek
  • Antonio López
  • Francisco Ogando
  • Lucía Pérez
  • Patrick Sauvan

Objetivo de TECF3IR: Ingeniería Nuclear Computacional, tanto en la línea de desarrollo de software y metodologías de integración multifísica como en la de análisis y diseño nuclear de tecnologías en fase de I+D, asociadas tanto a la producción de energía como a la aplicación de las radiaciones ionizantes en diversos ámbitos tecnológicos, tales como la física médica.

Se abordan los principales campos de la Ing. Nuclear Computacional:

  • Transporte de radiación: Determinación de flujos y funciones respuesta asociados a la operación (densidad de potencia en reactores, dosis para cálculo de blindajes en instalaciones con presencia de radiación ionizante, etc.) y fase de parada (dosis residual, elaboración de protocolos para garantizar la seguridad del personal profesionalmente expuesto y el público en general, etc.)
  • Activación de materiales: Análisis de la evolución de la composición de los materiales al ser irradiados de cara a evaluar la generación de productos radiactivos y sus implicaciones en la gestión de residuos, análisis de seguridad, protección radiológica y planificación de operaciones de funcionamiento y mantenimiento de las instalaciones.

Actividades de TECF3IR:

  • Desarrollo de software: Para la simulación del transporte de radiación, evolución del inventario isotópico (activación) e integración transporte-activación. Los programas desarrollados (ACAB, MCUNED, R2SUNED, D1SUNED) cuentan con un notable reconocimiento internacional.
  • Evaluaciones y diseño de instalaciones y sistemas:  Se han centrado en reactores orientados al desarrollo de la fusión nuclear (ITER, DEMO magnético, NIF y HiPER inercial) ), aceleradores de alta intensidad orientados al desarrollo de la fusión nuclear (LiPAC, IFMIF, ENS-DONES), sistemas transmutadores de residuos radiactivos accionados por acelerador, instalaciones de radioterapia, etc.
  • Asimismo, TECF3IR, entendiendo que la aportación de su experiencia a nuevos campos de aplicación puede ser de interés para la sociedad, inició en el año 2014 la exploración de una nueva línea de investigación orientada a la simulación computacional para la planificación del tratamiento de radioterapia.
  • Dentro de European fusion research programme for Horizon 2020, participa en el EUROfusion project (2014-2018) en los siguientes Work Packages: WP Safety and Environment (WPSAE); WPJET3 -Technological exploitation of DT operation; WPRM Remote Maintenance System Engineering; y WPENS: Early Neutron Source Definition and Design.
  • ITER International Fusion Energy Organization. FRAMEWORK CONTRACT: Neutronics analysis support. Reference: IO/13/6000000141 Consortium UNED/IDOM. UNED, leader of the Consortium. Contractor Project Manager UNED: Javier Sanz. Duración 2014 – 2016
  • Otros proyectos a nivel autonómico, nacional, autonómico e internacional competitivos y con empresas. Y por su conexión con el área de la salud, se cita el firmado con la empresa ARRAELA. Año 2015. Título: "Análisis del comportamiento de hormigones especiales desarrollados por ARRAELA como blindaje de búnkeres de radioterapia y protonterapia: comparación con hormigones convencionales".
  • P. Catalán, P. Sauvan and J. Sanz; Shutdown dose rate assessment for a DCLL blanket-based reactor: Application of the R2S-UNED approach Fusion Eng. Des., 88, 9–10, (2013) 2088–2091.
  • U. Fischer, C. Bachmann, J. P. Catalan, ..., J. Sanz, ... F. Ogando, et al. Neutronic Analyses and Tools Development Efforts in the European DEMO Programme, Fusion Eng. Des., 89, 9-10 (2014) 1880-1884
  • R. Juarez, C.Zanzi, J. Hernandez and J. Sanz, Thermo-fluid dynamics and corrosion analysis of a self cooled lead lithium blanket for HiPER reactor, Nuclear Fusion, 55, 093003 (Jul. 2015)

La metodología de trabajo de TECF3IR consiste en:

  • Tener acceso a los más modernos códigos, herramientas y datos nucleares disponibles por la comunidad científica internacional, así como poseer el adiestramiento necesario en el manejo de los mismos por parte de sus investigadores.
  • Desarrollar las herramientas necesarias para cada aplicación concreta cuando el estado del arte actual no permite la predicción de resultados con el grado de fiabilidad exigible.
  • Verificar y  validar los códigos desarrollados por nosotros así como los cedidos haciendo uso de los experimentos disponibles, a fin de reducir las incertidumbres en las predicciones computacionales.

Entre los códigos y herramientas necesarios para una predicción fiable del comportamiento de las instalaciones analizadas, TECF3IR posee la experiencia adecuada (contrastada por la participación continuada en proyectos internacionales) en una gran variedad de aplicaciones, códigos y herramientas punteras a nivel internacional, entre las que cabe destacar:

  • Transporte de radiación: códigos de Monte Carlo tales como MCNP5/X, MCUNED, SCALE, PHITS, etc.
  • Activación de materiales: ACAB, FISPACT, etc.
  • Acoplamiento transporte-activación: RDSUNED, D1SUNED, ADVANTG
  • Modelización de la geometría de la instalación objeto de análisis y herramientas para la visualización de los resultados: CATIA (CAD), SpaceClaim, SuperMC_MCAM5.2, Paraview, Visit, etc.

TECF3IR dispone de acceso directo a modernos equipos de computación (cluster) necesarios para producir, en tiempos aceptables y con las máximas exigencias en cuanto a grado de detalle, predicciones sobre el comportamiento de los sistemas a examen:

  • Computador propio del tipo clúster de PC, compuesto actualmente por más de 600 núcleos de cálculo y con una potencia teórica máxima de 35 TFlops. Este computador ha sido adquirido gradualmente con el soporte de la UNED y de proyectos y contratos propios de investigación del grupo TECF3IR.
  • Durante los últimos años se ha tenido acceso mediante convocatoria competitiva al computador Helios del IFERC (International Fusion Energy Research Centre) dedicado al apoyo computacional a proyectos relacionados con el desarrollo de la ciencia y tecnología de fusión nuclear. El tiempo de cálculo obtenido en la última convocatoria supera los 3 Mcpu·h.