A napjainkban széles körben kutatott negyedik generációs reaktorok egyike a szuperkritikus nyomású vízzel hűtött reaktor (SCWR). Az SCWR-ek hűtőközege és egyben moderátora szuperkritikus nyomású (≈250 bar) és viszonylag magas hőmérsékletű (belépéskor ≈300 °C, kilépéskor ≈500 °C) víz. A reaktorba közelítőleg 0,75 g/cm³ sűrűséggel belépő hűtőközeg az aktív zónában pszeudokritikus átalakuláson megy keresztül, aminek következtében sűrűsége erősen (nagyjából egy nagyságrenddel) csökken. Emiatt az SCWR-ekben a moderátor átlagos sűrűsége kisebb, mint a hagyományos nyomottvizes reaktorokban. Bizonyos SCWR-koncepcióknál különféle megoldásokkal (pl. a belépő nagyobb sűrűségű hűtőközegnek a kazetták közepén külön csatornában történő végigvezetésével, vagy cirkónium-hidrid pálcák beépítésével) igyekeznek pótolni a hiányzó moderátoranyagot. Ugyanakkor az alacsonyabb moderáltság – az epitermikus tartomány felé eltolódott neutronspektrum – hasznos is lehet, ha urán‑235 üzemanyag helyett tórium-urán üzemanyagciklusra tervezzük a reaktort. Az urán‑233 ugyanis már termikus és epitermikus neutronok kiváltotta hasadások esetén is elég nagy neutronhozammal rendelkezik ahhoz, hogy magas konverziós tényezőt lehessen vele elérni. Egy, az NTI-ben született SCWR-koncepció vizsgálata kimutatta, hogy a tóriumot a szuperkritikus vízzel hűtött reaktorok „természetes üzemanyagának” tekinthetjük.

A szakdolgozat célja egy olyan csatolt reaktorfizikai-termohidraulikai programrendszer összeállítása, amely alkalmas a fenti SCWR-koncepció hűthetőségének számítógépes folyadékdinamikai (CFD) vizsgálatához szükséges teljesítmény-eloszlási inputadatok meghatározására. A reaktorfizikai számításokhoz az MCNP Monte Carlo részecsketranszport kód áll rendelkezésre. A hallgatónak fel kell építenie az üzemanyag-kazetta MCNP-modelljét, úgy, hogy az képes legyen a kazetta külső és belső régiójában kialakuló függőleges teljesítményprofil részletes, üzemanyagpálca-szintű számítására. A hallgató további feladata egy olyan egyszerű egydimenziós termohidraulikai program kifejlesztése, amely az MCNP-vel kapott teljesítményprofil alapján meg tudja határozni a hűtőközegnek a kazettában kialakuló sűrűségprofilját, figyelembe véve a szuperkritikus nyomású víz tulajdonságait. A feladat részét képezi a két program (az MCNP és a termohidraulikai modul) iteratív összekapcsolása, és a kazetta hűthetőségének előzetes elemzése a csatolt programrendszerrel elvégezhető közelítő számítások alapján.