MOOSE（ソフトウェア）

ELKは、共通カーネル、境界条件、および材料基本クラスのためのライブラリです。^{[ 4 ]}

YAKは、放射線輸送アプリケーション向けの共通アクション、カーネル、境界条件、および材料基本クラスのライブラリです。YAKは現在、RattleSnake（多群放射線Sn輸送）、Pronghorn（多群拡散）、およびCritter（多長さスケール温度フィードバック）と連携しています。

BISONはMOOSEベースのアプリケーション「animal」の最初のもので、軽水炉燃料棒、TRISO燃料粒子、金属棒および板状燃料など、さまざまな燃料形態に適用可能な有限要素ベースの核燃料性能コードです。^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}熱力学と種拡散の完全連成方程式を解き、燃焼に伴う核分裂ガス放出や材料特性の劣化などの重要な燃料物理が含まれています。BISONはMOOSEフレームワーク^{[ 8 ]}に基づいており、標準的なワークステーションまたは大型高性能コンピュータを使用して、2次元軸対称または3次元形状のいずれの問題も効率的に解くことができます。被覆材には、塑性、照射成長、熱クリープおよび照射クリープモデルが実装されています。ギャップ熱伝達、機械的接触、およびプレナム容積、ガス温度、核分裂ガス添加によるギャップ/プレナム圧力の変化をシミュレートするモデルも利用可能です。BISONは、MOOSEベースのメソスケール相場材料特性シミュレーション機能にも結合されています。^{[ 9 ] [ 10 ]}

MARMOTは、放射線誘起微細構造進化をモデル化するための有限要素ベースの相場コードです。MARMOTは、ボイドの核生成と成長、気泡の成長、粒界の移動、ガスの拡散と偏析など、放射線損傷が微細構造進化に及ぼす影響を予測します。相場方程式は、ELKの熱伝導と固体力学と結合して、温度勾配と応力勾配が進化に及ぼす影響を考慮することができます。さらに、MARMOTは、熱伝導率や多孔度など、さまざまなバルク材料特性に対する微細構造進化の影響を計算します。バルク特性が計算されると、燃料性能シミュレーションのためにBISONに渡すことができます。MARMOTとBISONのこの結合は、ハイブリッドコードBARMOTで実現されています。^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}

FALCONは、熱水および人工地熱システム（EGS）貯留層における流体と岩石の密接な連成挙動のシミュレーションを可能にするために開発されており、単一の統合コードで破砕刺激、流体の流れ、岩石変形、および熱輸送のダイナミクスを対象とし、最終的には米国および世界中でEGSの実現可能性をテストするために使用できるツールを提供することを目標としています。^{[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]} EGSシステムの信頼性の高い貯留層性能予測には、連成した熱水力学的および力学的プロセスの正確で堅牢なモデリングが必要です。従来、これらのタイプの問題は、通常、入力ファイルを介して地下の流れと熱輸送シミュレータと固体力学シミュレータを結合するオペレータ分割法を使用して解決されます。^{[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]} FALCON は、これらのシステムをシミュレートするために演算子分割法を使用する必要性を排除し、MOOSE でサポートされているアプリケーションのスケーラビリティにより、これらの密接に結合したプロセスを貯留層スケールでシミュレートすることができ、システム全体を調査することができます (これは、演算子分割法では一般的にできません)。^{[ 21 ] [ 22 ]}

ReActive Transport (RAT) は、流体の流れ、溶質輸送、生物地球化学反応、媒体と溶液の相互作用といった高度に非線形結合した物理プロセスを含む、地下多孔質媒体における反応性輸送問題を解決するために開発されました。これらの問題は、環境修復、強化地熱システム、二酸化炭素地質隔離など、さまざまな地下工学システムで共通しています。現在、RAT で結合できる物理には、多孔質媒体における単相流体の流れ、移流、分散および拡散輸送、水溶液の動的反応、水溶液の平衡反応、動的鉱物沈殿/溶解反応、および Carmen-Kozeny 多孔度-透過率関係が含まれます。^{[ 23 ] [ 24 ]}

このソフトウェアは、ブレイドウッド、SNO+、DEAP-3600などのニュートリノおよび暗黒物質実験で使用されるシンチレーション検出器の微視的シミュレーションのためのROOT [ 26 ]およびGEANT4 [ 27 ]に基づくツールキットであるリアクター解析^{ツール[ 25} ] ^{（ RAT ）}と^混同してはならない。

RELAP-7 は、 RELAP 安全/システム解析アプリケーション シリーズの次世代ツールであり、MOOSE 開発および実行環境フレームワークに基づいています。^{[ 28 ] [ 29 ]} RELAP-7 は、RELAP5 の基本解析機能を維持および改善します。主な 4 つの改善点は次のとおりです。1) RELAP5 に見られる旧式の不適切な 6 方程式フロー モデル (非物理的な混合物の音速) に対して、適切に設定された 7 方程式の 2 相フロー モデル (液体、ガス、および界面圧力)。2) RELAP5 の 1 次近似に対して、空間と時間の両方で 2 次精度をもたらす数値近似の改善。3) プラントの挙動を全寿命燃料サイクル評価に提供するなど、長時間の過渡現象に対する暗黙的な密結合時間積分。4) 他のプログラム (NEAMS、CASL、ATR LEP) で開発されている多次元コア シミュレータに簡単に結合できる機能。^{[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]}

Pronghorn は、もともとガス冷却ペブルベッドVHTRコンセプトのシミュレーション用に開発されました。Pronghorn の現在の機能には、標準的なマルチグループ拡散モデル (固定ソース、臨界、および時間依存) を使用した過渡および定常結合多孔質流体流れと固体熱伝導が含まれます。^{[ 33 ]}最近追加された機能には、臨界問題用の非線形加速スキームと、プリズム型原子炉コンセプト用の単純な熱流体モデルが含まれます。将来の機能には、より高度な多相流タイプのモデル (熱境界層効果を研究するため) と放射輸送モデルが含まれます。物理は、前駆および断熱熱フィードバックモデルを使用して、3 次元直交座標(x、y、z) または円筒座標 ( r、q、z ) 空間で解くことができます。このコードは、PBMR400 ベンチマーク問題に対して検証されています。 Pronghorn を使用すると、ペブルベッド型およびプリズム型ガス冷却炉の両方の熱流体/中性子工学および単純な熱中性子結合 LWR ベンチマーク問題に対するロッド排出シミュレーションが実施されます。^{[ 34 ] [ 35 ]}