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Modélisation à deux et trois dimensions du réflecteur neutronique pour une simulation à haute-fidélité appliquée à différents types de réacteurs

Résumé du sujet

La modélisation des interfaces radiales et verticales des cœurs avec le(s) réflecteur(s) d’un réacteur est affectée par des approximations que ce soit pour les réacteurs à eau légère traditionnels (PWR ou VVER) mais aussi pour les concepts avancés comme les petits réacteurs modulaires (Small Modular Reactor, SMR) et les réacteurs à neutrons rapides (RNR), avec un impact sur la précision du flux neutronique sur tout le système. Afin d’améliorer la précision de la simulation, nous proposons de développer des modèles avancés à deux dimensions (pour les réflecteurs radiaux) et à trois dimensions (pour les réflecteurs axiaux). L’analyse commencera au niveau du calcul à l’échelle assemblage, dite « réseau », en produisant des calculs référentiels qui serviront ensuite pour benchmarker les approches successives et mesurer les impacts des différentes approximations. Ces références "déterministes" seront aussi à comparer avec des références obtenues par méthodes de Monte-Carlo. Ensuite, il s’agit d’introduire dans le calcul à l’échelle cœur les améliorations techniques pour des calculs industriels tel que des calculs SP1 à 2 groupes d’énergie. Ce travail sera réalisé dans le cadre du code neutronique multifilière APOLLO3®. Durant le travail de thèse, le doctorant sera accompagné par l’équipe technique et il sera emmené à intervenir exclusivement dans la partie académique et théorique du travail ou dans les taches plus numériques de programmation.
Parmi les améliorations possibles des modèles classiques les suivants seront à considérer :
• La complétion de la théorie d’équivalence adaptée aux éléments mixed duaux sera introduit pour le solveur MINOS d’APOLLO3®.
• Dans la théorie classique, un coefficient de diffusion (de Benoist) est utilisé. La théorie classique ne permet pas (entre autres) de traiter le cas de l’anisotropie du choc, ou aussi de prendre en compte des développements du flux plus que linéaire (approximation de la diffusion). Nous proposons ici d’améliorer cette approche classique par une généralisation de la théorie d’équivalence.

Laboratoire

Département de Modélisation des Systèmes et Structures
Service des Réacteurs et de Mathématiques Appliquées
Laboratoire de Logiciels pour la Physique des Réacteurs
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