Contribution au développement d’un système de mesure multimode pour des mesures neutroniques dynamiques et traitement des incertitudes associées

par Benoît Geslot

Thèse de doctorat en Physique des réacteurs

Sous la direction de Benoît Gall et de Christian Jammes.

Soutenue en 2006

à l'Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008) .

mots clés

• Neutrons -- Mesure
• Systèmes dynamiques hybrides

Résumé

L’estimation des paramètres intégraux des réacteurs est particulièrement délicate dans le cas des coeurs fortement sous-critiques. En effet, les méthodes neutroniques standard ont été qualifées pour des niveaux de réactivité proches de zéro et nécessitent souvent une référence à un état critique. Cette thèse s’inscrit dans le cadre de la recherche sur les ADS (Accelerated Driven Systems), systèmes pour lesquels le coefficient de multiplication serait plutôt de l’ordre de 0. 95, et s’articule autour du développement du système X-MODE. Il s’agit d’un système de mesure polyvalent dédié à la réalisation des mesures de neutronique expérimentale. La première partie est consacrée à la qualification du système d’acquisition. Celui-ci est capable de traiter des signaux logiques, notamment en mode datation, ainsi que des signaux analogiques. La seconde partie de la thèse présente une étude statistique systèmatique des méthodes d’analyse des transitoires de puissance. En effet, il existe de nombreuses méthodes, dont certaines méconnues, pour analyser ces mesures standard en neutronique. On s’attache à estimer les caractéristiques des différents estimateurs de la réactivité, à comparer les méthodes entre elles, ainsi qu’à fournir des recommandations d’utilisation. Enfin, les résultats de l’étude précédente sont utilisés pour analyser et discuter les résultats des mesures dynamiques de la première phase du programme TRADE. Au cours de ce programme, trois congurations sous-critiques ont été étudiées en appliquant différentes méthodes. Il ressort que la mesure de source de neutrons pulsée constitue une mesure de la réactivité beaucoup plus précise que les transitoires de puissance.

Titre traduit

Contribution to the development of a multimode measurement system for dynamic neutronic experiment and evaluation of associated uncertainties

Résumé

It is difficult to estimate integral reactor parameters, especially reactivity, in deeply subcritical cores. Indeed the standard neutronic methods have been designed for near critical reactivity levels and they often need a critical reference. This thesis takes part in the research on ADS (Accelerated Driven Systems), for which the multiplication coefficient would be about 0. 95. The rst part of the thesis deals with the development of the XMODE system. It is a exible measurement system dedicated to experiments in neutronics. X-MODE is capable of acquiring logical signals particularly in time-stamping mode as well as analogical signals. The second part of the thesis presents a statistical study of the methods used to analyse ux transients. Indeed a lot of methods exist to analyse ux transients and some are little known. Means to estimate caracteristics of reactivity estimators are provided, methods compared and recommandations made. Finally, the dynamic measurements of the TRADE program are analysed and discussed. During this program, three subcritical congurations were explored. It appears that pulsed neutron source experiments give reactivity estimations that are much more precise than those obtained from ux transients.