Análise termo-hidráulica e neutrônica de um reator ADS
Carregando...
Data
Autor(es)
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Thermo-hydraulic and neutronic analysis of an ADS reactor
Primeiro orientador
Membros da banca
Patrícia Amélia de Lima Reis
Clarysson Alberto Mello da Silva
Maritza Rodriguez Gual
Clarysson Alberto Mello da Silva
Maritza Rodriguez Gual
Resumo
No cenário atual de demanda por energia livre de emissão de CO2 e na possível redução dos
impactos gerados pelos combustíveis fósseis, os reatores nucleares surgem como uma alternativa
para se obter energia elétrica através das reações de fissão nuclear. Para isso, é preciso desenvolver
pesquisas em tecnologia de reatores nucleares mais eficientes que utilizem o combustível de forma
mais eficaz e segura. Dentro desse contexto, um reator de pesquisa híbrido multifuncional para
aplicações de alta tecnologia (MYRRHA) está sendo desenvolvido no Centro Belga de Pesquisa
Nuclear (SCK-CEN), o qual consiste em um reator rápido projetado para operar tanto no modo
crítico quanto no subcrítico (acoplado a um ADS). Com a finalidade de contribuir para o
desenvolvimento dessas pesquisas em reatores rápidos, nesta dissertação, foi considerado o reator
MYRRHA para o estudo de simulações termo-hidráulicas e neutrônicas, em regime estacionário,
a partir dos códigos computacionais RELAP5-3D e WIMSD-5B respectivamente. Para isso, foram
calculadas as constantes para dois grupos considerando uma célula equivalente para o núcleo
inteiro; além disso foram feitos cálculos separados para os elementos combustível, refrigerante e
refletor com o objetivo de obter as constantes de grupo para realizar uma simulação neutrônica no
código NESTLE interno ao RELAP-3D. Entre os principais resultados da pesquisa são
apresentadas os parâmetros gerados para dois grupos de energia no código WIMS e os valores do
fator de multiplicação de nêutrons no código WIMSD e no código NESTLE. Os primeiros
resultados demonstram que as modelagens no código WIMSD-5B são apropriadas para as
simulações consideradas e poderão ser implementadas para realizar cálculos mais detalhados.
Abstract
In the current scenario of demand for energy free of CO2 emissions and in the possible reduction
of the impacts generated by fossil fuels, the nuclear reactors appear as an alternative to obtain
electric energy through nuclear fission reactions. For that, it is necessary to develop research on
more efficient nuclear reactor technology that uses fuel more efficiently and safely. Within this
context, a hybrid multifunctional research reactor for high-tech applications (MYRRHA) is being
developed at the Belgian Nuclear Research Center (SCK-CEN), which consists of a fast reactor
designed to operate in both the critical and subcritical modes (coupled to an ADS). In order to
contribute to the development of these researches in fast reactors, in this dissertation, the
MYRRHA reactor was considered for the study of thermohydraulic and neutronic simulations, in
steady state, from the computer codes RELAP5-3D and WIMSD-5B respectively and, from such
results, simulate the nucleus in several configurations in the NESTLE neutron code, internal to
RELAP5-3D, to obtain results such as relative power distribution and effective neutron
multiplication factor. For this, constants were calculated for two groups considering an equivalent
cell for the entire core; in addition, separate calculations were made for the fuel, coolant and
reflector elements in order to obtain the group constants to perform a neutron simulation in the
NESTLE code internal to RELAP-3D. Among the main results of the research are presented the
parameters generated for two energy groups in the WIMSD code and the values of the neutron
multiplication factor in the WIMSD code and in the NESTLE code. The first results demonstrate
that the modeling in the WIMSD-5B code is appropriate for the considered simulations and can be
implemented to perform more detailed calculations.
Assunto
Engenharia nuclear, Análise por ativação nuclear, Análise térmica
Palavras-chave
Análise neutrônica, Análise térmica, MOX, MYRRHA, LBE, RELAP5-3D, LMFBR, NESTLE