We present the first fully open-source capabilities for shutdown dose rate (SDR) calculations of fusion energy facilities based on the Rigorous 2-Step (R2S) methodology. These capabilities have been implemented in the OpenMC Monte Carlo particle transport code, building on its existing capabilities while also leveraging new features that have been added to the code to support SDR calculations, such as decay photon source generation. Each of the individual physics components in the R2S workflow—neutron transport, activation, decay photon source generation, and photon transport—have been verified through code-to-code comparisons with MCNP6.2 and FISPACT-II 4.0. These comparisons generally demonstrate excellent agreement between codes for each of the physics components. The full cell-based R2S workflow was validated by performing a simulation of the first experimental campaign from the Frascati Neutron Generator (FNG) ITER dose rate benchmark problem from the Shielding INtegral Benchmark Archive and Database (SINBAD). For short cooling times, the dose calculated by OpenMC agrees with the experimental measurements within the stated experimental uncertainties. For longer cooling times, an overprediction of the shutdown dose was observed relative to experiment, which is consistent with previous studies in the literature. Altogether, these features constitute a combination of capabilities in a single, open-source codebase to provide the fusion community with a readily-accessible option for SDR calculations and a platform for rapidly analyzing the performance of fusion technology.
我々は、Rigorous 2-Step (R2S) 手法に基づく核融合エネルギー施設の停止線量率 (SDR) 計算のための、初の完全オープンソース機能を提示する。これらの機能は、OpenMCモンテカルロ粒子輸送コードに実装されており、既存の機能を基盤としつつ、崩壊光子源生成など、SDR計算をサポートするためにコードに追加された新機能も活用している。R2Sワークフローにおける個々の物理コンポーネント（中性子輸送、放射化、崩壊光子源生成、光子輸送）はそれぞれ、MCNP6.2およびFISPACT-II 4.0とのコード間比較により検証されている。これらの比較は、各物理コンポーネントについてコード間で概ね優れた一致を示している。 完全なセルベースR2Sワークフローは、Shielding INtegral Benchmark Archive and Database (SINBAD) からのFrascati Neutron Generator (FNG) ITER線量率ベンチマーク問題の最初の実験キャンペーンのシミュレーションを実行することにより検証された。短い冷却時間については、OpenMCによって計算された線量は、記載された実験的不確かさの範囲内で実験測定値と一致する。より長い冷却時間については、実験と比較して停止線量の過大予測が観察され、これは文献における先行研究と一致する。全体として、これらの機能は、単一のオープンソースコードベースにおける機能の組み合わせを構成し、核融合コミュニティにSDR計算のための容易にアクセス可能なオプションと、核融合技術の性能を迅速に解析するためのプラットフォームを提供する。