“用3D軟件建模仿真福島核電站反應(yīng)堆，分析比對(duì)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(shí)之內(nèi)，福島核電站的三個(gè)燃料堆應(yīng)該都已經(jīng)損壞。”6月10日，在北京舉行的“達(dá)索系統(tǒng)2011年中國論壇” 上，首爾大學(xué)核工程系教授Kune Y. SUH強(qiáng)調(diào)，利用先進(jìn)的3D軟件可以仿真模擬核電事故過程，有效分析應(yīng)對(duì)突發(fā)事故，預(yù)防、保障核電工程安全。

 
不一樣的結(jié)果

麻省理工學(xué)院核工程系理科碩士與機(jī)械與核工程系博士出身的SUH教授現(xiàn)在是首爾大學(xué)核工程系教授，并兼任韓國國家聚變研究會(huì)委員、美國核協(xié)會(huì)熱工水力部項(xiàng)目委員。

SUH教授在接受記者采訪時(shí)表示，對(duì)于福島核電事故，事實(shí)上東京電力并沒有向外界透露核電站具體的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，他自己的研究團(tuán)隊(duì)是通過谷歌搜索等途徑找到一些燃料池的模型，通過達(dá)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(dá)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(shè)計(jì)未來產(chǎn)品，支持從初期需求到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，到分析、模擬、組裝以及包括維護(hù)在內(nèi)的全部工業(yè)設(shè)計(jì)流程。

“仿真的結(jié)果顯示，首次海嘯發(fā)生之后8小時(shí)之內(nèi)，三個(gè)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(diǎn)不同之處：第一，日本官方稱核反應(yīng)堆在事故后立即關(guān)閉，但是我們的分析認(rèn)為，其核反應(yīng)堆是在低能配量的情況下持續(xù)運(yùn)行了一段時(shí)間之后，沒有辦法的情況之下才關(guān)閉的，導(dǎo)致至今出現(xiàn)了這么大的事故；第二個(gè)不同的結(jié)論是，日本官方宣稱核反應(yīng)堆的冷卻系統(tǒng)事故之后，很多機(jī)器還在繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，我們的分析不是這樣的。如果這是事實(shí)的話，就不會(huì)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(diǎn)的目的不是指責(zé)誰，而是要告訴核電業(yè)界，其實(shí)好的軟件工具是可以幫助核電站了解設(shè)備設(shè)計(jì)信息，掌握系統(tǒng)運(yùn)行情況，快速有效應(yīng)對(duì)安全問題的。

優(yōu)化現(xiàn)實(shí)
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(shè)計(jì)、建造、營運(yùn)、維護(hù)、拆解到報(bào)廢的整個(gè)過程。以核能設(shè)備的設(shè)計(jì)為例，SUH教授介紹，在20世紀(jì)這方面的進(jìn)步主要是通過改進(jìn)材料和工藝等硬手段實(shí)現(xiàn)的，而在一個(gè)核工廠就有50萬張機(jī)械設(shè)備部件草圖的21世紀(jì)，不通過軟件是很難實(shí)現(xiàn)進(jìn)步和超越的。

3D軟件可以幫助人們?cè)诮ㄔ煲粋€(gè)核電站之前，就可以虛擬仿真出電站的全貌、所有設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，甚至模擬整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，不斷發(fā)現(xiàn)問題，不斷修正優(yōu)化，以確保設(shè)計(jì)出來將要建造的核電站能達(dá)到預(yù)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(shè)之前，通過虛擬仿真預(yù)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(dá)到提高、優(yōu)化現(xiàn)實(shí)效果的作用。

對(duì)于軟件可以給核電工程帶來的好處，SUH教授又以強(qiáng)化緊急冷卻系統(tǒng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)設(shè)備為例向記者展開介紹。他說，一般來說，核電站的正常運(yùn)行期限是40～60年。在這樣的時(shí)間段內(nèi)很可能遭遇地震等災(zāi)難。在緊急的情況下就需要啟動(dòng)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(yīng)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(hù)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(xiàng)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(dǎo)致海水并沒有被有效注入。

除了對(duì)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(xiàng)目的施工時(shí)間，降低項(xiàng)目成本。SUH教授就提到，他借助達(dá)索的3D軟件工具，就成功地將某核電工程的建設(shè)時(shí)間從50個(gè)月減少到48個(gè)月的經(jīng)驗(yàn)，很大程度地節(jié)約了項(xiàng)目成本。

3D研究教學(xué)
SUH教授介紹，核電對(duì)于韓國而言，是其必須選擇的唯一出路。因?yàn)轫n國幅員并不遼闊，沒有辦法去獲取太陽能、風(fēng)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(yīng)用達(dá)索的3D軟件，在日常的教學(xué)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(shí)候，我會(huì)讓他們用達(dá)索系統(tǒng)的軟件去完成他們考試的科目。讓學(xué)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(shí)，是非常有趣的科研項(xiàng)目。這不只能讓學(xué)生見識(shí)、積累一些他們以前沒有的知識(shí)，還能讓學(xué)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(xué)生都非常喜歡利用三維的方式進(jìn)行教學(xué)和科學(xué)研究。”SUH教授非常懇切地介紹說。

而在他的眼中，達(dá)索系統(tǒng)絕對(duì)不只是一個(gè)軟件供應(yīng)商，他認(rèn)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(shí)也提到，中國在能源方面的潛能非常大，無論是太陽能、風(fēng)能還是核能。中國的核電市場非常大，我們應(yīng)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(shí)，利用3D技術(shù)，不斷創(chuàng)新，更好地服務(wù)于現(xiàn)實(shí)的物理世界。