Los algoritmos proporcionan soluciones de diseño optimizadas de blindaje de radiación para nuevos tipos de reactores nucleares
Ejemplo del método de codificación para un modelo de blindaje de radiación. Crédito: ciencia y técnicas nucleares (2025). Doi: 10.1007/s41365-025-01683-7
El equipo de investigación (Neal) de la Universidad del Sur de China ha logrado un progreso significativo en el diseño de blindaje de radiación del reactor nuclear. El equipo ha desarrollado un método de optimización de blindaje de radiación (RP-NSGA y RP-MoABC) basado en una estrategia de selección de punto de referencia, que resuelve eficientemente problemas de optimización de muchos objetivos en el diseño de protección de radiación.
Este logro proporciona una solución innovadora para el diseño de blindaje de nuevos tipos de reactores nucleares, y la investigación relacionada se ha publicado en la revista nuclear Science and Techniques.
Algoritmos eficientes abordan los complejos desafíos de diseño del blindaje de la radiación
Los métodos de diseño convencionales de blindaje de radiación dependen de la experiencia experta, lo que dificulta satisfacer las múltiples demandas de protección de radiación ligera, compacta y eficiente en nuevos tipos de reactores nucleares, como reactores transportables, marinos y espaciales. Los algoritmos RP-NSGA y RP-MOABC propuestos por el equipo de investigación mejoran significativamente el rendimiento de la optimización al integrar la estrategia de selección de puntos de referencia con algoritmos genéticos y algoritmos de colonias de abejas artificiales, respectivamente.
“Los algoritmos pueden identificar automáticamente soluciones de blindaje óptimas en múltiples objetivos y limitaciones, reduciendo en gran medida la complejidad del diseño”, dijo el profesor Zhen-Ping Chen, el autor correspondiente del documento. “Esto proporciona soporte técnico crucial para la fase de diseño conceptual de los reactores nucleares, especialmente para los nuevos tipos de reactores”.
Resultados de optimización notables
El equipo validó la efectividad del algoritmo a través de dos experimentos numéricos:
Optimización simple de la estructura de blindaje 3D: en comparación con la estrategia convencional de distancias de hacinamiento, los valores promedio de volumen y peso para los esquemas de blindaje en la generación final de RP-NSGA son solo 24.5% y 14.5% de los de los de CD-NSGA, y los valores promedio de volumen y peso de RP-MOABC son solo 17.3% y 9.77% de los de CD-MOABC.
Optimización de la estructura de blindaje complejo: el algoritmo optimizó con éxito la capa múltiple, blindaje multimaterial, logrando una reducción del volumen del 19.12% y una reducción de peso del 24.50% al tiempo que cumple con las estrictas restricciones de dosis de radiación.
Amplias perspectivas de aplicación
Los algoritmos no solo son aplicables al diseño de blindaje de reactores nucleares, sino que también se pueden extender a otros campos de ingeniería que requieren optimización de objetivos múltiples, como el diseño del núcleo del reactor, el diseño de material de blindaje y la protección de radiación médica. El equipo de investigación ha integrado los algoritmos en su plataforma de software MOSRT desarrollada, proporcionando una herramienta eficiente para el diseño de ingeniería.
El equipo planea refinar aún más el rendimiento del algoritmo y aplicarlo a desafíos de ingeniería del mundo real, impulsando la innovación y los desarrollos en tecnología nuclear.
Más información: algoritmos evolutivos de muchos objetivos basados en la estrategia de selección de puntos de referencia para la aplicación en el diseño de blindaje de radiación del reactor, ciencia nuclear y técnicas (2025). Doi: 10.1007/s41365-025-01683-7
Proporcionado por la ciencia nuclear y las técnicas
Cita: los algoritmos proporcionan soluciones de diseño optimizadas de blindaje de radiación para nuevos tipos de reactores nucleares (2025, 30 de abril) Recuperado el 30 de abril de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-04-algorithms-optimized-solution-nuclear.html
Este documento está sujeto a derechos de autor. Además de cualquier trato justo con el propósito de estudio o investigación privada, no se puede reproducir ninguna parte sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona solo para fines de información.
