Validation de la méthode SPM pour l'autoprotection des résonances

L'autoprotection des résonances, rendue nécessaire par la discrétisation multigroupe de l'équation de transport, est une des sources principales d'erreur en physique des réacteurs. Ce projet s'intéresse à la validation d'une méthode d'autoprotection des résonances développée à l'Institut de Génie Nucléaire de l'École Polytechnique de Montréal et implantée dans le code DRAGON : la méthode SPM (pour Subgroup Projection Method). Il intervient dans le cadre plus large du développement de réacteurs de quatrième génération et notamment de réacteurs à neutrons rapides, pour l'étude desquels la méthode SPM n'a jamais été utilisée. Deux aspects de la méthode SPM ont été étudiés : 1. la méthode SPM fait une série d'hypothèses simplificatrices permettant de découpler calcul d'autoprotection et calcul de flux,regroupées sous le nom d'approximation de Livolant-Jeanpierre. La méthode d'autoprotection mise en oeuvre dans le code européen ECCO associe au contraire calcul d'autoprotection et calcul de flux. La validation a donc consisté à comparer les résultats fournis par les deux codes. On s'est attaché dans ce travail à supprimer toutes les sources de biais parasites, ce qui a nécessité des études de validation préliminaires. L'étude a conclu à la validité de l'approximation de Livolant- Jeanpierre pour tout type de spectre neutronique et donc à la possibilité d'étendre le domaine d'application de la méethode SPM à l'étude des réacteurs à neutrons rapides. 2. dans la méthode SPM, la totalité des sections efficaces sont condensées par le flux scalaire. Un des buts de ce projet était de mesurer les erreurs générées par cette hypothèse,notamment dans le cadre de modèles de fuites. Là encore, on a utilisé le code ECCO,qui réalise lui une condensation spécifique pour la section totale et la section de diffusion anisotrope. L'étude a conclu à la nécessité d'une condensation spécifique pour la section totale dans le cadre de modèles de fuites et à l'impact très faible du type de condensation pour la section de diffusion anisotrope.

Abstract

The numerical solution of the transport equation is greatly facilitated by using a multigroup discretization in energy. Multigroup discretization comes along with resonance selfshielding,which is one of the main error sources in reactor physics. The aim of this project is to validate a resonance self-shielding method developed for the DRAGON code in the Institut de Génie Nucléaire at the École Polytechnique de Montréal : the Subgroup Projection Method (SPM). This project is related to the development of fourth generation fast neutron reactors, for which the SPM method has never been used. Two different aspects of the SPM method have been studied : 1. the SPM method makes a series of assumptions called the \Livolant-Jeanpierre approximation",which allows to decouple the self-shielding calculation and the main flux calculation. On the contrary, in the European code ECCO, the self-shieding calculation and the flux calculation are performed together. Thus, the results given by DRAGON and ECCO have been compared. Preliminary studies have been carried out in order to suppress dierence sources not related to the Livolant-Jeanpierre approximation. The study proves the validity of the Livolant-Jeanpierre approximation for any kind of neutron spectrum and thus the possibility to use the SPM method for fast neutron reactors. 2. in the SPM method, every cross section is condensed with the scalar flux. This project aimed to calculate the errors generated by this assumption, particularly when leakage is involved. The ECCO code has been used again, because contrary to DRAGON it performs a specific condensation for the total cross section and the anisotropic diffusion cross section. According to the results of this study, the total cross section should not be merely condensed with the scalar flux whenever a leakage model is involved. The impact of the condensation of the anisotropic diffusion cross section appears to be insignificant.