Nouvelle méthodologie de calcul de l'absorption résonnante

par Noureddine Hfaiedh

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jean-Claude Sens et de Alain Santamarina.

Soutenue en 2006

à Strasbourg 1 .


  • Résumé

    Le calcul neutronique des réacteurs nucléaires consiste en la résolution de l'équation du transport et vise à déterminer un ensemble de paramètres neutroniques à savoir le facteur de multiplication effectif du cœur (Keff), le flux neutronique et les taux de réactions (absorption, fission, etc) dans les différentes régions du coeur du réacteur nucléaire. Ces paramètres constituent la base d'études, de conception et de suivi des réacteurs nucléaires. Les méthodes de résolution déterministe de l'équation du transport passent toujours par un calcul multigroupe en énergie. Il s'agit de la discrétisation de la variable énergie qui consiste à remplacer des fonctions continues en énergie (sections efficaces, flux neutroniques, etc) par des fonctions constantes par domaines d'énergie appelés groupes. Vu la structure résonnante des sections efficaces des noyaux présents dans les réacteurs, les sections multigroupes obtenues suite à la discrétisation énergétique doivent être: soient finement discrétisées pour décrire les variations rapides dans les résonances; soient calculées dans des groupes larges en les pondérant par un flux modélisé s'approchant au maximum du flux réel; cette stratégie s'appelle la modélisation de l'autoprotection. Dans ce travail de thèse nous avons développé une idée originale: optimiser un maillage fin pour un calcul rigoureux de l'absorption des grandes résonances dans le domaine épithermique. Ce maillage est fin en dessous de 22,5eV (188 groupes) permettant le calcul exact de l'absorption résonnante des principaux actinides, PFs et absorbants des réacteurs à fission. De plus le maillage SHEM (à 281 groupes) prend en compte précisément l'effet de recouvrement des résonances. L'optimisation du maillage a été réalisée avec une méthode rigoureuse basée sur un algorithme de détermination de maillage optimisé pour une résonance isolée. Dans le domaine en dessous de 22,5eV, les deux résonances de 238U à 6,7eV et 20,9eV sont décrites par des groupes énergétiques fins permettant d'éviter les approximations liées aux modèles d'autoprotection. Le maillage permet également une description fine des résonances des matériaux de structure (56Fe, 55Mn, 27Al, etc) et les caloporteurs (16O et 23Na) à des énergies supérieures à 22,5eV. La discrétisation des réactions à seuil (inélastique, fission, (n,2n) de 238U) a également fait l'objet d'une attention particulière. Ensuite un schéma de calcul APOLLO2 a été défini sur la base du maillage SHEM pour être soumis à un travail de validation. La validation consiste à définir les biais de calcul résultant de la comparaison du calcul multigroupe APOLLO2 avec un calcul étalon réalisé avec TRIPOLI4. Nous avons ainsi été amené à créer une bibliothèque de sections efficaces multigroupes APOLIB, à partir du "processing" des évaluations JEF2. 2 avec le code NJOY. Les tests de validation ont porté sur des configurations des réacteurs REL (réseaux UOX, MOX, MOX à 50Gwj/t, absorbants Hafnium et AIC) et des réacteurs à spectre rapide. Les résultats de validation montrent que le schéma basé sur le maillage SHEM est nettement plus précis que les autres schémas classique basés sur XMAS et une modélisation de l'autoprotection, sans introduire de pénalité au niveau du coût calcul.

  • Titre traduit

    New methodology of resonance absorption calculation


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Informations

  • Détails : 1 vol. (218 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 215-218

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service des bibliothèques. Bibliothèque L'Alinéa.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2006;5159
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