Adaptation du modèle FEEDBACK pour évaluer les propriétés neutroniques d'un nouveau cœur CANDU-SCWR en géométrie hexagonale

Le projet de recherche proposé ici s'inscrit dans le cadre du programme de recherche international portant sur les réacteurs de quatrième génération. Premièrement, ce projet étend les domaines d'applicabilité de la chaîne de calcul de coeur DRAGON/DONJON aux réacteurs à eau supercritique en étudiant l'impact de la présence du thorium (distribué avec du plutonium) dans le combustible et l'impact des transitoires de puissances sur les bases de données du calcul de réacteur. Le modèle FBM, implémenté dans la chaîne DRAGON/DONJON pour la simulation des réacteurs CANDU, est adapté et appliqué aux réacteurs CANDU-SCWR. Deuxièmement, il optimise les options du design du réacteur en analysant la faisabilité d'un modèle alternatif CANDU-SCWR compact basé sur la géométrie hexagonale tout en satisfaisant les objectifs fixés par le programme de réacteurs de quatrième génération. Lors de l'adaptation du modèle FBM, une attention particulière a été portée aux paramètres locaux associés au combustible et au caloporteur. D'abord, l'effet de variation de la puissance de grappe sur les paramètres neutroniques de la cellule et du coeur est étudié. Cet effet est associé à la variation de la concentration isotopique de l'isotope fissile du combustible, à savoir l'uranium 233. Pour évaluer correctement la concentration de l'uranium de chaque grappe, la méthode de calcul utilisée consiste à résoudre les équations isotopiques associées à la chaîne d'évolution du thorium à l'étape de calcul du coeur. Cette méthode est utile pour simuler le rechargement du combustible par batch et à l'arrêt du réacteur. Elle permet de simuler les transitoires de puissances subies par la grappe à la mise en marche du réacteur. Ensuite, les effets de variation des paramètres thermohydrauliques associés au combustible et au caloporteur (la température et la densité) sont vérifiés et analysés. Il a été observé que les calculs de coeur CANDU-SCWR avec les modifications apportées au modèle FBM sont satisfaisants pour la simulation des perturbations des paramètres locaux de la grappe. Pour proposer un modèle de coeur alternatif au modèle de coeur standard, des calculs de transport à l'échelle de la cellule et des calculs de diffusion du coeur entier sont réalisés. Les calculs de cellule avec les codes SERPENT et DRAGON permettent d'obtenir un premier aperçu des propriétés de la cellule hexagonale considérée lors de la conception du modèle du coeur compact. De plus, à partir des caractéristiques du réseau hexagonal, il a été possible d'optimiser une cellule hexagonale alternative permettant de réduire le volume du modérateur (en le remplacant par le caloporteur) et d'améliorer les paramètres neutroniques de la cellule.