asignatura master 2027

El método de Monte Carlo es actualmente una de las herramientas más potentes y versátiles para los cálculos de transporte de radiación que involucran neutrones, fotones y, bajo ciertos regímenes, partículas cargadas, en geometrías complejas y con descripciones físicas detalladas. En el campo de la fusión nuclear, resulta especialmente relevante para el diseño y la verificación de blindajes, la evaluación de campos de radiación y el cálculo de funciones de respuesta asociadas, como el calentamiento nuclear, la dosis o las tasas de reacción. Estas magnitudes son esenciales para el diseño, la operación y el licenciamiento de instalaciones y componentes.

Desde una perspectiva conceptual, el transporte por Monte Carlo se basa en la interpretación probabilística de la ecuación de transporte de Boltzmann y en la simulación explícita de historias de partículas. Cada interacción y trayectoria se modela mediante muestreo estadístico basado en secciones eficaces y modelos de interacción. En consecuencia, este curso combina: (i) los principios físicos que gobiernan las interacciones de la radiación con la materia, incluyendo neutrones, fotones y partículas cargadas; (ii) los elementos computacionales fundamentales del método, tales como el muestreo, el tratamiento de la geometría, los estimadores y la cuantificación estadística de la incertidumbre; y (iii) una introducción al uso de códigos de referencia de Monte Carlo en aplicaciones de fusión, con especial énfasis en MCNP y OpenMC, con el fin de conectar los conceptos fundamentales con la práctica habitual en el análisis neutrónico de instalaciones de fusión.

Al finalizar el curso, los estudiantes deberán ser capaces de:

• Comprender los principios físicos que gobiernan las interacciones de neutrones y fotones con la materia, así como el papel de las bibliotecas de secciones eficaces en la modelización del transporte para aplicaciones de fusión.

• Comprender el método de Monte Carlo como una aproximación numérica al transporte de radiación, incluyendo la construcción de historias de partículas, el muestreo de puntos de interacción, la selección de canales de reacción y los criterios de terminación.

• Adquirir experiencia inicial en el uso de MCNP y/o OpenMC para problemas representativos de fusión, reconociendo al mismo tiempo las capacidades y limitaciones de estos códigos.

English version:

The Monte Carlo method is currently one of the most powerful and versatile tools for radiation transport calculations involving neutrons, photons and, under certain regimes, charged particles in complex geometries and with detailed physics descriptions. In the field of nuclear fusion, it is particularly relevant for shielding design and verification, the assessment of radiation fields, and the calculation of associated response functions, such as nuclear heating, dose or reaction rates. These quantities are essential for the design, operation and licensing of facilities and components.

From a conceptual perspective, Monte Carlo transport is based on the probabilistic interpretation of the Boltzmann transport equation and the explicit simulation of particle histories. Each interaction and trajectory is modelled through statistical sampling based on cross sections and interaction models. Accordingly, this course combines: (i) the physical principles governing radiation–matter interactions, covering neutrons, photons and charged particles; (ii) the key computational elements of the method, including sampling, geometry handling, estimators and the statistical quantification of uncertainty; and (iii) an introduction to the use of reference Monte Carlo codes in fusion applications, with particular emphasis on MCNP and OpenMC, to connect the underlying concepts with standard practice in the neutronics analysis of fusion facilities.

Upon completion of the course, students should be able to:

• Understand the physical principles governing neutron and photon interactions with matter, as well as the role of cross-section libraries in fusion transport modelling.

• Understand the Monte Carlo method as a numerical approach to radiation transport, including the construction of particle histories, sampling of interaction points, selection of reaction channels and termination criteria.

• Gain initial experience in the use of MCNP and/or OpenMC for representative fusion problems, while recognising the capabilities and limitations of these codes.

En esta asignatura es conveniente que el alumno tenga conocimientos básicos de física nuclear, estadística y cálculo numérico, aunque no se considera indispensable y se repasarán los conceptos necesarios a lo largo de la asignatura.

English version:

Students are advised to have a basic knowledge of nuclear physics, statistics and numerical methods. However, this is not considered essential, as the necessary concepts will be reviewed throughout the course.

Por ser una asignatura de máster la tarea de tutorización es llevada a cabo por el equipo docente.

Se considera que el modo mejor de contactar con el equipo docente es a través del Curso Virtual, mediante el uso de los foros de debate. Pero, también puede utilizar cualquier otro medio como el teléfono, el correo electrónico o postal, o la asistencia personal.

El horario de guardia es el martes de 9 a 13 h para el Prof. Sauvan y martes y jueves de 16 a 18 h para el Prof. Alguacil. Para consultas telefónicas se debe llamar al 91 398 87 31 (Prof. Sauvan) o al 91 398 82 09 (Prof. Alguacil).

Las direcciones de correo electrónico son: psauvan@, jalguacil@ + ind.uned.es En general las funciones del equipo docente van a ser las siguientes:

• Elaborar y gestionar las pruebas de evaluación.

• Atender a las cuestiones que sean planteadas en los medios de comunicación indicados.

• Elaborar el programa de la asignatura.

• Elaborar y orientar sobre los materiales de estudio.

English version:

As this is a master’s-level course, tutoring is provided by the teaching team.

The preferred method for contacting the teaching team is through the Virtual Course discussion forums. However, students may also contact the team by telephone, email or post, or attend an in-person consultation.

Office hours are Tuesdays from 9:00 a.m. to 1:00 p.m. for Professor Sauvan, and Tuesdays and Thursdays from 4:00 p.m. to 6:00 p.m. for Professor Alguacil. For telephone enquiries, please call 91 398 87 31 for Professor Sauvan or 91 398 82 09 for Professor Alguacil.

The email addresses are psauvan@ind.uned.es and jalguacil@ind.uned.es.

In general, the teaching team will perform the following duties:

• Prepare and manage assessment activities.

• Respond to questions submitted through the communication channels indicated above.

• Develop the course syllabus.

• Prepare study materials and provide guidance on their use.

CP1. Evaluar resultados, así como su precisión y validez, para apoyar la toma de decisiones de diseño y seguridad en instalaciones nucleares y radiactivas.

English version:

CP1. Evaluate results, including their accuracy and validity, to support design and safety decision-making in nuclear and radioactive facilities.

CONOCIMIENTOS O CONTENIDOS

CN1. Comprender los principios teóricos de la interacción radiación-materia para el transporte de radiación aplicados en ingeniería. 

CN5. Comprender los métodos numéricos y sistemas computacionales empleados en simulaciones de neutrónica computacional.

HABILIDADES O DESTREZAS

H4. Implementar metodologías de cálculo adaptadas a la resolución de problemas neutrónicos específicos.

COMPETENCIAS

CP1. Evaluar resultados, así como su precisión y validez, para apoyar la toma de decisiones de diseño y seguridad en instalaciones nucleares y radiactivas.

English version:

KNOWLEDGE AND CONTENT

CN1. Understand the theoretical principles of radiation–matter interactions involved in radiation transport and their engineering applications.

CN5. Understand the numerical methods and computational systems used in computational neutronics simulations.

SKILLS

H4. Implement calculation methodologies adapted to solving specific neutronics problems.

COMPETENCES

CP1. Evaluate results, including their accuracy and validity, to support design and safety decision-making in nuclear and radioactive facilities.

La metodología de aprendizaje se basa en el modelo de educación a distancia de la UNED. Las actividades formativas están basadas principalmente en la interacción con el Equipo Docente y el trabajo autónomo de los estudiantes, así como en el apoyo del uso de las tecnologías de información y comunicación. El equipo docente proporcionará orientaciones y material de apoyo para el estudio de la asignatura y atenderán las consultas que planteen los alumnos. El trabajo autónomo estará marcado por una serie de actividades de aprendizaje, que son fundamentales las siguientes: el estudio de contenidos teóricos, la realización de pruebas de evaluación continua (PECs), y Prueba Presencial. La bibliografía básica está especialmente diseñada para facilitar al alumno la asimilación de los contenidos de manera autónoma.

Las actividades de seguimiento y evaluación continua se harán mediante la realización de las pruebas de evaluación continua (PECs) a distancia. Las PECs tienen carácter obligatorio y se realizarán paulatinamente a lo largo del curso. Están pensadas para que los estudiantes puedan contrastar su proceso de asimilación: i) individualizado para cada uno de los Temas en que se estructura la asignatura; y ii) global e integrado de los contenidos de todos los Temas, mediante los ejercicios de síntesis que se planteen.

Por otra parte, la prueba presencial personal será el indicador del nivel global de asimilación alcanzado por el estudiante al finalizar el periodo de aprendizaje de la asignatura.

La labor personal y continuada del alumno es imprescindible para el proceso de aprendizaje, siendo fundamental la asimilación de los nuevos conceptos.

English version:

The learning methodology follows UNED’s distance education model. Learning activities are primarily based on interaction with the teaching team, students’ independent work, and the use of information and communication technologies. The teaching team will provide guidance and supporting materials for the study of the course and will respond to students’ questions.

Independent work will comprise a series of learning activities, the most important of which are the study of theoretical content, the completion of continuos evaluation exercises (PECs), and the in-person examination. The core bibliography is specifically designed to help students acquire and understand the course content independently.

Monitoring and continuous assessment will be carried out remotely through continuous assessment assignments. These assignments are compulsory and will be completed progressively throughout the course. They are intended to allow students to assess their learning progress: (i) individually for each of the units into which the course is divided; and (ii) globally and in an integrated manner across all units, through the proposed synthesis exercises.

The in-person examination will provide an indication of the student’s overall level of understanding at the end of the course learning period.

Consistent individual effort is essential to the learning process, particularly for acquiring and understanding new concepts.

Además del libro de Carter y Cashwell se proporcionarán apuntes adicionales para cubrir el contenido de la asignatura. Estos apuntes se distribuirán a través del curso virtual.

English version

In addition to the book by Carter and Cashwell, supplementary notes will be provided to cover the course content. These notes will be distributed through the Virtual Course.

Es fundamental para el desarrollo de la asignatura que el alumno utilice el Curso Virtual.

Cualquier material complementario adicional que se pueda publicar o aconsejar se encontrará en dicha Plataforma. El alumno puede enviar sus consultas a los distintos foros de debate, o por correo electrónico a la atención de cualquiera de los profesores de la asignatura.

English version:

Use of the Virtual Course is essential for successful completion of the course.

Any additional supplementary materials that may be published or recommended will be available on the platform. Students may submit questions through the discussion forums or by email to any member of the course teaching team.