Monte Carlo analysis of heterogeneity and core decoupling effects on reactor kinetics : Application to the EOLE critical facility - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2020

Monte Carlo analysis of heterogeneity and core decoupling effects on reactor kinetics : Application to the EOLE critical facility

Analyse des effets d’hétérogénéité et de découplage sur la cinétique des cœurs : Application à la maquette EOLE

Résumé

The analysis of the reactor core kinetics is key for the characterization of the non-stationary neutron population behavior during operational or accidental transients. Point-kinetics equations, whose derivation is intrinsically based on collapsing the full phase space of the Boltzmann equation into a few effective parameters (representing the whole reactor as a "point", provided that the entire neutron population obeys the fundamental eigen-mode), are widely used in the reactor physics community as a reliable and fast tool for the analysis of core kinetics. However, their use is deemed to be appropriate only when the core is sufficiently homogeneous (for the collapsing to a point to be a realistic approximation), and when the fundamental mode of the neutron population is sufficiently separated from higher harmonics (for the reduction to the fundamental mode to be meaningful). The goal of this thesis is to investigate the impact of system geometry and material compositions on the reactor kinetics, via an eigen- mode decomposition, in view of interpreting experimental data coming from the EPILOGUE experiments carried out at the EOLE critical facility (CEA/Cadarache). To this aim, spectral analysis techniques based on Monte Carlo methods will be implemented in the Monte Carlo code TRIPOLI-4 (developed at SERMA), so as to determine the separation between reactor eigen-modes and eigen-values as a function of the core features.
L'analyse de la cinétique du réacteur est un élément clé pour la caractérisation du comportement non-stationnaire de la population neutronique lors de transitoires opérationnels ou accidentels. La dérivation des équations de la cinétique ponctuelle est intrinsèquement fondée sur le collapse de l'espace de phases associé à l'équation de Boltzmann (décrivant le transport des neutrons) en quelques paramètres efficaces permettant de représenter le réacteur comme un "point" , pourvu que la population neutronique obéisse au mode propre fondamental. La cinétique ponctuelle est très largement adoptée dans la communauté de la physique des réacteurs en tant qu'outil fiable et rapide pour l'analyse de la cinétique des cœurs. Toutefois, il est connu que l'utilisation des équations de la cinétique ponctuelle est pertinente seulement si le cœur est suffisamment homogène (pour que le collapse en un point soit une approximation raisonnable) et si le mode propre fondamental est suffisamment séparé des harmoniques supérieures (pour que la réduction au mode fondamental soit bien posée). L'objectif de cette thèse est de maitriser l'impact de la géométrie et des compositions matérielles du cœur sur la cinétique, en vue de la possibilité d'interpréter des données issues de l'expérience EPILOGUE (qui sera réalisée dans la maquette EOLE du CEA/Cadarache). A cette fin, une analyse spectrale par méthodes de Monte Carlo sera mise en place dans le code TRIPOLI-4 développé au SERMA, pour déterminer la séparation des modes propres et des valeurs propres du réacteur en fonction des caractéristiques du cœur.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03164857 , version 1 (10-03-2021)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03164857 , version 1

Citer

Vito Vitali. Monte Carlo analysis of heterogeneity and core decoupling effects on reactor kinetics : Application to the EOLE critical facility. Nuclear Theory [nucl-th]. Université Paris-Saclay, 2020. English. ⟨NNT : 2020UPASP045⟩. ⟨tel-03164857⟩
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