benchmarking RayXpert, Dosimex, Microshield et autres

Bonjour chers auditeurs  amateurs de codes et de calculs divers,

Après des vacances au frais (je vous dirai pas où, vous allez vous moquer), consacré à la lecture de thriller américains avec des psychopathes à faire frémir Ted Bundy (histoire de pas perdre le contact avec la réalité du monde professionnel, tiens au passage je vous conseille "les apparences" de Gillian Flynn, ils vont en faire un film) , je vous propose une rentrée studieuse et sérieuse avec quelques résultats de codes divers et variés. 

l'objectif de l'une de nos stagiaires était d'évaluer les DED générés par des mur de protection en béton irradié par un réacteur qui devrait être démantelé dans les siècles qui suivent si tout va bien. Un beau bébé d'environ 4 m sur 2, voir schéma ci dessous, contenant les radionucléides suivant :





Notre charmante stagiaire (je risque un procès en disant cela?) m'a demandé de réaliser un calcul avec Dosimex-G, doublé d'une vérification avec µShield pour la rassurer. 

Mais voilà t'y pas que tout s'est emballé, et que dans ce monde où règne à juste titre la suspicion (cf "les apparences") divers responsables de notre stagiaire ont voulu confirmer la confirmation. D'où des runs avec Mercure , Mercurad et Narmer réalisé par des personnes compétentes (et suspicieuses donc).

Ne voulant pas être en reste, en proie à mon tour à douter de la vérification confirmant par ailleurs la vérification du premier calcul (Dosimex) , j'ai lancé des runs avec RayXpert, code Monte-Carlo (j'en profite ici pour remercier les papa de rayXpert qui ont bien voulu me laisser pour quelque temps leur logiciel à titre gracieux, je m'en servait encore ce matin)

Au résultat nous obtenons le benchmarking du siècle pour ce malheureux mur qui n'en demandait pas tant, et je vous livre ici les résultats tels quels.

Cette saga ne devrait pas s’arrêter là car je pense obtenir d'ici quelques temps des runs MCNP contre une honnête rétribution par une société d'ingénierie sérieuse  et sous toute réserve des runs Tripoli par une honorable institution que je ne citerai pas (mais là je n'ose, d'expérience, y  croire, ou alors après 3 GT).

 Et voili le résulta des courses avec 2 densités différentes du béton. Une dernière remarque : dans la réalité du dit mur, la contamination n'est pas homogène, car provenant d'une irradiation neutronique. Les calculs présenté ici sont réalisés sous hypothèse de contamination homogène, mais à la demande de notre stagiaire, nous avons implémenté dans Dosimex la possibilité de modéliser un profil en exponentielle, que seul Mercure à pu lui aussi simuler (et toc pour les autres). Quelques résultats sont présentés à la fin, avec 2 valeurs suivant de quel coté on regarde le mur


Des jolis graphes

 Avec un profil en exponentielle :



Pour ma part la conclusion est qu'aucun code ne semble sortir de valeurs aberrantes, ce qui est assez rassurant,  à moins que tout le monde se plante en même temps. Si l'on devait choisir lequel de ces codes pourrait être la référence, pour ma part je dirai RayXpert, code Monte-Carlo qui a passé avec succès des comparaisons avec MCNP (voir leur site)

Dans l'attente d'autres résultats, notamment si certains sur le forum veulent participer (composition du béton par MP si nécessaire)

Another brick in the wall?

Gluonmou

Si certains doutent encore.............

Bonjour,

Très intéressant ce travail, merci de le partager.
Je suis en train d'apporter ma brique au mur en utilisant mon cher Fluka.
J'utilise mes compositions maison pour la béton baryté (densité 3,5) et le normal (densité 2,35), je pense que pour des calculs d'expositions, ça ne devrait pas être critique, si les compositions varient un peu.
Par contre, un paramètre que je n'ai pas vu c'est si la propagation est isotrope (je suppose) ?
Et le fameux profil en exponentielle, ça se présente comment ?

@+
SW

Bonjour SW,

J'espérai bien un code Fluka, mais n'osai le demander. Donc merci

Je vous donne directement ci dessous la composition du béton. mais effectivement, sans avoir essayé, les perlimpinpins rajoutés aux éléments de base doivent être peu signifiants. C'est bien la densité qui compte.



La propagation est effectivement isotrope.

Le profil en exponentielle  est donné par un paramètre de relaxation (pente en cm-1), mais là je ne l'ai plus. Je le chercherai ultérieurement, avec en plus la valeur maximale bien sûr.

Selon toute vraisemblance,, on devrait arriver à un benchmark de 10 codes, si tout se passe bien.

Vive le travail collectif

Gluonmounovitch, kolkhozien

Bonjour,

Première série de résultats.

Par contre, FLUKA ne permet pas le calcul de la fluence en 1 point, j'ai donc défini un petit volume pour réaliser des calculs. Pas trop petit pour ne pas engendrer des temps de calculs astronomiques.
Du coup, je ne sais pas si c'est réellement comparable.

M'enfin, pour commencer... Ça s'inscrit dans les domaines couverts par les autres codes.
Calcul de la fluence dans une sphère de 1 cm de rayon centrée au point d'intérêt, géométrie conformément au schéma proposé plus haut. Conversion en H*(10), résultats en µSv/h.

Béton ordinaire :
A1 = 1465
A2 = 753
B1 = 1451
B2 = 190

Béton baryté :
A1 = 798
A2 = 423
B1 = 766
B2 = 95


À noter que étant donné que j'ai réalisé les calculs radionucléide par radionucléide, on constate que la contribution de l'Eu-152 est de l'ordre de 80 %, vient ensuite le Ba-133 environ 15 %, les autres sont presque négligeables.

@+
SW

Super, un code en plus
là je fais des bonds
 Un grand merci à toi, SW
Les résultats avec le béton ordinaire sont vraiment scotchés aux résultats de RayXpert, autre code Monte-Carlo

par contre les autres résultats diffèrent. la différence provient du fait sans doute qu'entre les 2 bétons nous n'avons changé que la densité , sans rajouter de baryum, très absorbant (à tord ou à raison, mais c'est ce que l'on nous a demandé, et de plus nous n'avons pas les BU infini de Taylor pour le béton baryté)

Par contre un petit truc : pour le calcul à 1 cm, prendre une sphère de rayon 1 est très pénalisant sur le temps de calcul (volume=4 cm3. On peut légitimement, au vu des dimensions du mur, prendre un cylindre très plat de rayon 4 cm et de hauteur 2 cm, ce qui fait un volume de 100 cm3.

Le calcul de la fluence est en effet indépendant de la forme, à condition qu'elle soit convexe.

En plus pour le calcul à 100 cm on peut augmenter les dimensions (genre 4 sur8)

Merci encore

Gluonmou

Bonsoir,

De rien. Modeste contribution.

Pas bête le coup du cylindre plat, j'adopte, merci, y en a plus là-dedans que le petit pois sur la X-ray ne le laisse supposer...

J'étais obsédé par me rapprocher le plus d'un détecteur ponctuel. C'est en effet très pénalisant, c'est en partie pour ça que j'ai mis 2 semaines à produire des résultats.

@+
SW

Super,
ça prend une belle tournure
J'attend incessamment sous peu des runs MCNP

Mine de rien, ça fait un sacré paquet de boulot et de bonne volonté  (et de compétences diverses)pour aligner tous ces résultats.

l'union fait la force. Un tel benchmarking fait par une boité spécialisé aurait coûter les yeux de la tête, voire plus

Avec une petite analyse du total, on pourrait sortir un article collectif signé " RP Cirkus"dans RP, histoire de rigoler un peu

Chiche?

Gluonmou

En plus si ma mémoire est bonne, j'ai du recevoir par mail les runs Tripoli.Faut que je m'en occupe .


Fluka, Dosimex, Tripoli, Géant4, RayXpert, Mercurad, Mercure, Microshield, Narmer,

On en est à 9 . Avec MCNP on passera à 10 codes

Le benchmarking du siècle, je vous dis.

Si on prend 5 h minimum pour un run avec un code Monte-Carlo (Fluka, Tripoli, Géant4, RayXpert, MCNP), on arrive à 200 heures de runs,


Pas mal quand même


Vive le jeu collectif


Gluonmou, 

Vous avez raison, il faudrait voir ce qu'on pourrait obtenir avec une géométrie plus complèxe maintenant... Tous ces codes risquent de ne pas suivre aussi bien !

Pour apporter notre pierre à l'édifice des comparaisons entre codes, j'ajoute les résultats des calculs MCNPX v2.7.0 et de la version à venir de RayXpert V1.3.4, un petit résumé de toutes les valeurs postées précédemment, ainsi qu'une comparaison par rapport au code de référence du nucléaire qu'est MCNP. Les valeurs données pour MCNPX 2.7.0 et RayXpert V1.3.4 ont des erreurs inférieures à 10 %.



RAYXPERT

Bonjour,

Passer d'un écart de 8 % en moyenne à 2 %  pour RayXpert vs MCNP est notable. Bravo

Pour Dosimex, nous sommes ainsi sur ce cas là, à un écart moyen de 10 % vs MCNP, sans jamais excéder 15 % (certains vont jusqu'à 31 %)
 
je dois vous avouer que pour nous, au début de cette aventure, nous n'espérions pas de tels résultats (en précisant que nous les considérons comme largement acceptables pour un calcul déterministe, car la phrase précédente s'accorderait aussi avec des écarts prohibitifs)

PS 1: les runs Tripoli proviennent d'où?, je n'arrive pas à remettre la main sur les runs que j'ai reçus (mais je vais y arriver)

PS2 : pour les runs Fluka sur le béton lourd, les différences proviennent du fait que SW à pris du béton baryté (réflexe normal) très absorbant (Z baryum =56), et non pas du béton de composition ordinaire mais à une densité de 3.5 (qui si ça se trouve n'existe pas, mais peu importe, on fait du benchmarking modèle à modèle). Donc ça ne compte pas

Gluonmou