“用3D軟件建模仿真福島核電站反應堆，分析比對之后我們發(fā)現(xiàn)，我們得出了和日本官方不一樣的故事版本：首次海嘯發(fā)生之后8小時之內(nèi)，福島核電站的三個燃料堆應該都已經(jīng)損壞。”6月10日，在北京舉行的“達索系統(tǒng)2011年中國論壇” 上，首爾大學核工程系教授Kune Y. SUH強調(diào)，利用先進的3D軟件可以仿真模擬核電事故過程，有效分析應對突發(fā)事故，預防、保障核電工程安全。
不一樣的結(jié)果
麻省理工學院核工程系理科碩士與機械與核工程系博士出身的SUH教授現(xiàn)在是首爾大學核工程系教授，并兼任韓國國家聚變研究會委員、美國核協(xié)會熱工水力部項目委員。
SUH教授在接受記者采訪時表示，對于福島核電事故，事實上東京電力并沒有向外界透露核電站具體的設計數(shù)據(jù)，他自己的研究團隊是通過谷歌搜索等途徑找到一些燃料池的模型，通過達索系統(tǒng)的CATIA軟件分析得出了更多電站內(nèi)部的結(jié)構(gòu)情況。
CATIA是全球3D技術(shù)和產(chǎn)品全生命周期管理(PLM)解決方案提供商達索系統(tǒng)的核心產(chǎn)品，通過3D技術(shù)，可以幫助用戶用可視化的方式設計未來產(chǎn)品，支持從初期需求到結(jié)構(gòu)設計，到分析、模擬、組裝以及包括維護在內(nèi)的全部工業(yè)設計流程。
“仿真的結(jié)果顯示，首次海嘯發(fā)生之后8小時之內(nèi)，三個燃料堆都已經(jīng)損壞了。我們的研究結(jié)果與日本官方說法有兩點不同之處：第一，日本官方稱核反應堆在事故后立即關(guān)閉，但是我們的分析認為，其核反應堆是在低能配量的情況下持續(xù)運行了一段時間之后，沒有辦法的情況之下才關(guān)閉的，導致至今出現(xiàn)了這么大的事故；第二個不同的結(jié)論是，日本官方宣稱核反應堆的冷卻系統(tǒng)事故之后，很多機器還在繼續(xù)運轉(zhuǎn)，我們的分析不是這樣的。如果這是事實的話，就不會出現(xiàn)后續(xù)的大量事故。” SUH教授說。
SUH教授指出，他提出這種觀點的目的不是指責誰，而是要告訴核電業(yè)界，其實好的軟件工具是可以幫助核電站了解設備設計信息，掌握系統(tǒng)運行情況，快速有效應對安全問題的。
優(yōu)化現(xiàn)實
3D軟件的作用不只是體現(xiàn)在事故發(fā)生后能夠幫助模擬事故過程，分析問題所在，而是可以體現(xiàn)在從核工廠的規(guī)劃、設計、建造、營運、維護、拆解到報廢的整個過程。以核能設備的設計為例，SUH教授介紹，在20世紀這方面的進步主要是通過改進材料和工藝等硬手段實現(xiàn)的，而在一個核工廠就有50萬張機械設備部件草圖的21世紀，不通過軟件是很難實現(xiàn)進步和超越的。
3D軟件可以幫助人們在建造一個核電站之前，就可以虛擬仿真出電站的全貌、所有設備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，甚至模擬整個系統(tǒng)的運行，不斷發(fā)現(xiàn)問題，不斷修正優(yōu)化，以確保設計出來將要建造的核電站能達到預期水平，而不是都等建好以后才發(fā)現(xiàn)好多缺陷和問題。如此一來，可以在物理建設之前，通過虛擬仿真預測、發(fā)現(xiàn)未來可能發(fā)生的問題，加以解決和防范，從而達到提高、優(yōu)化現(xiàn)實效果的作用。
對于軟件可以給核電工程帶來的好處，SUH教授又以強化緊急冷卻系統(tǒng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)設備為例向記者展開介紹。他說，一般來說，核電站的正常運行期限是40～60年。在這樣的時間段內(nèi)很可能遭遇地震等災難。在緊急的情況下就需要啟動緊急冷卻系統(tǒng)以保障系統(tǒng)安全。而在冷卻的過程中，如果是用海水冷卻需要將只有10～20度的海水注入有300～500度的反應堆，那么可想而知，冷卻系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在這種巨大的溫度差下很容易炸裂。這就需要提前考慮好，到底哪些是冷卻系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，采用怎樣的材質(zhì)和保護措施才能降低其炸裂的可能性。3D虛擬技術(shù)無疑是做這項工作的既省錢又有效的手段。
SUH教授指出，這次的福島核電事故中就是有很多冷卻系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)出了問題，導致海水并沒有被有效注入。
除了對安全的保障， 3D軟件重要的作用同樣還體現(xiàn)在能夠有效縮短核電項目的施工時間，降低項目成本。SUH教授就提到，他借助達索的3D軟件工具，就成功地將某核電工程的建設時間從50個月減少到48個月的經(jīng)驗，很大程度地節(jié)約了項目成本。
3D研究教學
SUH教授介紹，核電對于韓國而言，是其必須選擇的唯一出路。因為韓國幅員并不遼闊，沒有辦法去獲取太陽能、風能等新能源，水電在韓國也行不通，只有依靠核電。而韓國也不像德國那么富庶，可以從鄰國法國直接購買核電。在SUH教授看來，韓國不得不發(fā)展好自己的核電事業(yè)。
不只是在研究和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域應用達索的3D軟件，在日常的教學和研究中，SUH教授也積極采用這種直觀高效、啟發(fā)思維的軟件工具。
“在我的本科生或者研究生考試的時候，我會讓他們用達索系統(tǒng)的軟件去完成他們考試的科目。讓學生采用3D的方案，根據(jù)數(shù)據(jù)制造3D影像視頻，虛擬現(xiàn)實，是非常有趣的科研項目。這不只能讓學生見識、積累一些他們以前沒有的知識，還能讓學生通過軟件研發(fā)一些新產(chǎn)品，給公眾提供便利。我們不止用它做核電的研究，還在做冰川研究，它完全可以從另外一方面解決能源資源的問題。我和我的學生都非常喜歡利用三維的方式進行教學和科學研究。”SUH教授非常懇切地介紹說。
而在他的眼中，達索系統(tǒng)絕對不只是一個軟件供應商，他認為其軟件能夠很好地與硬件協(xié)同，這能給使用者帶來很高的使用效能。
SUH教授同時也提到，中國在能源方面的潛能非常大，無論是太陽能、風能還是核能。中國的核電市場非常大，我們應該利用3D軟件技術(shù)，克服物理局限性，在把3D虛擬世界做得更好的同時，利用3D技術(shù)，不斷創(chuàng)新，更好地服務于現(xiàn)實的物理世界。
