Stage : VERIFICATION ET LA VALIDATION DU NOUVEAU CODE MONTE-CARLO PATMOS H/F à Saclay

Stage : VERIFICATION ET LA VALIDATION DU NOUVEAU CODE MONTE-CARLO PATMOS H/F

Description du poste

Détail de l'offre

Informations générales

Entité de rattachement

Le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) est un organisme public de recherche.Acteur majeur de la recherche, du développement et de l'innovation, le CEA intervient dans le cadre de ses quatre missions :. la défense et la sécurité. l'énergie nucléaire (fission et fusion). la recherche technologique pour l'industrie. la recherche fondamentale (sciences de la matière et sciences de la vie).Avec ses 16000 salariés -techniciens, ingénieurs, chercheurs, et personnel en soutien à la recherche- le CEA participe à de nombreux projets de collaboration aux côtés de ses partenaires académiques et industriels.

Référence

2020-14148

Description de l'unité

Le Service d'Études des Réacteurs et de Mathématiques Appliquées – SERMA − est l'un des trois Services qui composent le Département de Modélisation des Systèmes et des Structures (DM2S), unité de recherche appliquée de la Direction de L'Énergie Nucléaire du CEA (DEN) à Saclay.Le DM2S est une unité de R&D de près de 400 collaborateurs qui rassemble et développe des compétences pour l'expérimentation, la modélisation, la simulation et les études des systèmes nucléaires, dans les trois thématiques :• Thermo-mécanique des structures, SEMT : Service d'Études Mécaniques et Thermiques ;• Mécanique des fluides et thermo-hydraulique, STMF : Service de Thermohydraulique et de Mécanique des Fluides ;• Neutronique et transport des rayonnements, SERMA.Ces savoir-faire sont complétés par des compétences transverses en mathématiques appliquées, analyse numérique, informatique et génie logiciel. Les missions du DM2S visent principalement au développement, à la capitalisation et au transfert des connaissances dans ces disciplines de base et en physique des réacteurs nucléaires, ceci sous forme d'outils mis à disposition des ingénieurs-chercheurs, concepteurs, exploitants et évaluateurs de systèmes nucléaires, toutes filières confondues.Le SERMA, unité d'environ 80 permanents, a pour missions de développer des logiciels de calcul, de réaliser des études avancées ou pionnières et d'apporter une expertise dans le domaine de la neutronique

Description du poste

Domaine

Neutronique et physique des réacteurs

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

VERIFICATION ET LA VALIDATION DU NOUVEAU CODE MONTE-CARLO PATMOS H/F

Sujet de stage

L'application PATMOS est un prototype de code Monte-Carlo de transport de particules massivement parallèle, développé au CEA dans le but de tester des algorithmes alternatifs, adaptés aux nouvelles architectures matérielles (outils HPC) [1]. Jusqu'à peu, seuls deux types de particules étaient supportés dans PATMOS: d'une part, des pseudo-particules monocinétiques pouvant subir des collisions très simplifiées, principalement à des fins de vérification ; d'autre part, des neutrons à la physique dite « partielle », pour lesquels seule une partie limitée de l'information contenue dans les bibliothèques de données nucléaires est prise en compte. Cette physique partielle est représentative du point de vue des performances de calcul de simulation mais donne des résultats physiques incorrects. Cette limitation est raisonnable pourvu que ce code soit utilisé en tant que plateforme de tests d'architecture HPC.

Durée du contrat (en mois)

6

Description de l'offre

Afin de rendre la modélisation physique plus réaliste, de nouveaux développements visant à enrichir la physique neutron ont récemment été effectués dans PATMOS, en exploitant pleinement les informations fournies par les bibliothèques de données nucléaires. Dans le cadre des bonnes pratiques de développement, une première partie de tests unitaires visant à vérifier le bon échantillonnage des lois de renvois des particules a déjà été effectuée. Ce stage s'inscrit dans une étape de validation complète d'un calcul de transport réalisé à l'aide de PATMOS.

L'objectif de ce stage est de contribuer à la validation de PATMOS sur la base de comparaisons avec d'autres codes de transport Monte-Carlo (notamment le code Tripoli-4 [2], développé au CEA, le code OpenMC [3] et éventuellement le code Serpent [4]). Il s'agira de lancer des calculs de transport (pour chacun des codes envisagés) sur des configurations simples puis déterminer les observables pertinentes (par exemple flux, taux de réaction et courants de sortie) et comparer les résultats obtenus afin de valider l'implémentation de la physique complète de PATMOS.

Une première approche consiste à modéliser des sphères entourées de vide, contenant chacune un isotope donné à une densité adaptée (garantissant un nombre de collisions raisonnables, en fonction de la taille de la sphère et de la section efficace microscopique de l'isotope) avec une source ponctuelle au centre de cette sphère. Tous paramètres de simulation fixés par ailleurs, on lancera des calculs de simulation pour la configuration décrite ci-avant avec les différents codes de transport, afin de calculer des scores moyennés et les distributions sous-jacentes. Les résultats seront ensuite extraits et comparés entre les différents codes à l'aide de routines automatisées à implémenter, de façon à mettre en évidence d'éventuels écarts sur les résultats pour certains isotopes. Les simulations seront itérées pour tous les isotopes issus de différentes bibliothèques nucléaires (ENDF, JEFF) et post-traités avec un code dédié (NJOY, GALILEE). Dans la mesure du possible, les écarts pourront être investigués par le stagiaire afin de comprendre l'origine du biais constaté. Si le temps le permet, d'autres configurations plus complexes, proposées comme benchmarks par la littérature, pourront être étudiées, notamment des configurations issues de l'ICSBEP (International Criticality Safety Benchmark Evaluation Project) [5].

[1] E. Brun et al., PATMOS: A prototype Monte Carlo transport code to test high performance architectures, in Proc. M&C 2017, Jeju, Korea, April 16-20 (2017).

[2] E. Brun et al., Tripoli-4, CEA, EDF and AREVA reference Monte Carlo code, Annals of Nuclear Energy 82, 151-160 (2015).


[3] P. K. Romano et al., OpenMC: A State-of-the-Art Monte Carlo Code for Research and Development, Ann. Nucl. Energy, 82, 90–97 (2015).

Profil du candidat

Master 2 ou 3ème année d'école d'ingénieur - Compétences en mathématiques, informatique scientifique (C++ et Python), connaissances en neutronique.

Date de publication

14-04-2021

Informations supplémentaires

Statut
Actif
Formation requise
Université
Lieu
Saclay
Heures de travail par semaine
4 - 40
Type de Contrat
Job étudiant
Secteur
Autres
Permis de conduire FR/EU exigé
Non
Voiture exigée
Non
Lettre de motivation exigée
Non
Langues
Français

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