Développement d'une méthode hybride pour le suivi du cœur et la gestion du combustible

The nuclear industry of CANDU reactors uses neutron physics methodologies (core follow-up, fuel management) that are considered out of date and do not reflect the latest developments in the field of neutronics. For instance, the software used by the reactor physics team in Gentilly-2, HQSIMEX 3, uses macroscopic cross sections (“grid-based” approach) calculated by two methods: - The “four factors” formula, an obsolete technique used in 1950 - The WIMS software, based on a microscopic cross section library Among other method, the history-based approach is considered more precise but requires greater computing time. Processing a whole CANDU core follow-up through the history-based approach is not possible as of today with the actual computers, due to computing cost issues. The main goal of this research is to come up with a new strategy that will combine the interpolation technique of the “grid-based approach” with the isotopic depletion follow-up of the “history-based” approach.

Résumé

L'industrie nucléaire des réacteurs de type CANDU utilisent des méthodes de calcul neutronique (Suivi du coeur, Gestion de combustible) qui sont généralement considérées dépassées et qui ne reflètent pas les derniers développements dans le domaine neutronique. Ainsi, le logiciel actuel utilisé par le groupe physique du réacteur à la centrale Gentilly-2, HQSIMEX 3, repose sur des sections efficaces macroscopiques (méthode « grid-based ») calculées par deux méthodes : - La formule des « 4 facteurs », technique obsolète dont l'origine remonte aux années 1950 - Le logiciel WIMS, basé sur l'utilisation de sections efficaces microscopiques Parmi d'autres, l'approche « history-based » est considérée comme une de méthode plus précise mais beaucoup plus lourde en terme de coût de calcul. Réaliser un suivi de coeur avec la méthode « history-based » pour un réacteur CANDU entier est inconcevable en date d'aujourd'hui avec les ordinateurs actuels, pour des raisons de coût de calcul. L'objectif de cette recherche est de proposer une stratégie qui combine les méthodes d'interpolation de la méthode « grid-based » et le suivi rigoureux de l'irradiation de tous les isotopes combiné aux conditions locales et globales par la méthode « history-based ».