O transporte de partículas neutras tem muitas aplicações em física de reatores nucleares e transferência radiativa. Portanto, um número considerável de grupos de pesquisa, no Brasil e em outros países, vem trabalhando na modelagem computacional determinística e estocástica do transporte de nêutrons e fótons, tanto em sistemas nos quais os centros de espalhamento não estão correlacionados (transporte clássico) como em sistemas nos quais os centros de espalhamento estão correlacionados (transporte não-clássico). Nosso grupo de pesquisa em Neutrônica Computacional Determinística (NCD) tem oferecido contribuições significativas e amplamente reconhecidas para simulações de transporte clássico desde 1997. O presente projeto será uma oportunidade para o NCD também dar contribuições na área do transporte não-clássico com o programa de pós-graduação proposto na Universidade Estadual de Ohio com publicações conjuntas dos resultados em periódicos especializados e formação de estudantes de pós-graduação.

     Desde 1997, nosso grupo de pesquisa NCD vem trabalhando em simulações computacionais de transporte clássico de partículas neutras aplicadas à física de reatores nucleares e blindagem de radiação. Mais especificamente, temos oferecido contribuições significativas para a solução numérica da equação linear de transporte de Boltzmann e da equação de difusão em grades espaciais grossas; notadamente a classe espectronodal de métodos numéricos de malha grossa. Estamos agora interessados em oferecer contribuições para simulações computacionais precisas e eficientes de transporte não clássico com aplicações amplas em geofísica e na física de reatores nucleares de muito alta temperatura (geração IV). Portanto, propomos este projeto iniciar colaborações concretas com pesquisadores mais experientes no transporte não-clássico de partículas neutras.

    Na teoria linear clássica do transporte de partículas neutras, a probabilidade de uma partícula em um determinado ponto do espaço e viajando com energia cinética conhecida experimentar uma interação é independente da direção do movimento e do comprimento da trajetória, que é a distância percorrida pela partícula desde a sua interação anterior (nascimento ou espalhamento). Nesta situação, a equação linear clássica de Boltzmann é usada para modelar problemas de transporte de partículas, em que as localizações dos centros de espalhamento não estão correlacionadas. Neste projeto, propomos usar a equação generalizada não-clássica de Boltzmann como modelo matemático do transporte de partículas neutras para sistemas aleatórios estatisticamente homogêneos em que a função de distribuição para as distâncias entre os centros de espalhamento não é exponencial. Esta situação ocorre na descrição do transporte de fótons em nuvens atmosféricas e transporte de nêutrons em reatores nucleares de leito de esferas.