Ydinpolttoainetalouteen kuuluu optimaalisen järjestyksen määrittäminen reaktorissa sadoille polttoainenipuille. Se on hyvin merkittävä asia sekä laitoksen talouden että turvallisuuden kannalta. Optimointiongelmana se on kuitenkin hyvin haastava, koska laskenta vaatii monimutkaisen fysikaalisen mallin ja optimointiavaruus on valtava johtuen nippujen suuresta määrästä. Ongelmaa on tutkittu laajasti kirjallisuudessa viime vuosikymmenien aikana. Tietokoneiden laskentakapasiteetin kasvettua painopiste on siirtynyt yhä vahvemmin stokastisiin optimointimenetelmiin..

Tämä työ kuvaa automaattisen optimointityökalun ALPOT kehitystä. Se on erityisesti suunniteltu Loviisan VVER-440-tyypin reaktoreille. Koodi hyödyntää kolmea erilaista optimointimenetelmää. Ensimmäinen imitoi tasapainolatauksen käyttövuosijakaumaa. Tasapainolataus on optimoitu lataus tilanteessa, jossa jakson pituus ja olosuhteet pysyvät jatkuvasti vakioina ja sama nippujen siirtokaavio toistuu jokaisen jakson jälkeen. Imitointialgoritmi tarjoaa alkulatauksia kahdelle muulle optimointimenetelmälle, jotka ovat ohjattu binäärihaku ja palamakernelimenetelmä. Näistä ensimmäinen on muokattu versio normaalista binäärihausta. Jälkimmäinen puolestaan hyödyntää eräänlaisia kernelifunktioita, joiden avulla voidaan arvioida haluttuihin muutoksiin vaadittavia palamamuutoksia.

Työssä ALPOT-koodin suorituskyky testattiin ja validoitiin. Käytännössä koodi pystyy hakemaan toteutuskelpoisia latauksia muutamassa minuutissa ja lopullinen optimointi vie aikaa pari tuntia. Löydettyjen latauksien laatu on yleensä jopa parempi verrattuna normaalisti suunnitteluinsinöörin tekemiin latauksiin. Lisäksi koodin rakenne mahdollistaa uusien optimointimenetelmien lisäämisen melko vaivattomasti, mikä auttaa mahdollisessa jatkokehityksessä.