Estimativa de fontes internas de nêutrons para a condução estacionária de distribuições prescritas de potência em sistemas subcrı́ticos segundo o modelo bidimensional de ordenadas discretas e multigrupo de energia
Documento
In this thesis a methodology is presented to determine the distribution of interior neutron particles which must be inserted into a subcritical system to drive it to a steady state, generating a prescribed power distribution. This work has been motivated by the principle of operation of the ADS (Accelerator Driven Systems), which have subcritical cores stabilized by the action of external sources. To achieve this goal, we use the timeindependent and two-dimensional neutron transport equation and the equation which is adjoint to it, whose solution is interpreted, in this thesis work, as a distribution which measures the importance of the angular ux of neutrons to a linear functional. These equations are correlated through a reciprocity relation, leading to a relationship between the interior sources of neutrons and the power produced by the system by unit length of height of the domain. Due to the complexity of obtaining the analytical solutions of these integrodifferential equations that compose the mathematical model, we used the discrete ordinates (SN) method and the energy multigroup formulation. A coarse-mesh numerical method of the spectral nodal class, referred to as adjoint response matrix constant-nodal (RMy-CN) method, was developed to solve numerically the importance equations in the SN and multigroup formulations. Numerical experiments are performed in two model problems to analyze the accuracy and the characteristics of the present methodology, and to illustrate its potential practical applications.
Nesta tese é apresentada uma metodologia para determinar a distribuição de fontes internas de nêutrons que deve ser inserida em um sistema subcrítico para conduzi-lo a um estado estacionário, gerando uma distribuição prescrita de potência por unidade de comprimento de altura. Este trabalho teve motivação no princípio de funcionamento dos reatores do tipo ADS (Accelerator Driven Systems) que possuem um núcleo subcrítico estabilizado pela atuação de uma fonte externa. Para o cumprimento deste objetivo, utilizamos a equação estacionária e bidimensional do transporte de nêutrons e a equação que é adjunta a esta equação de transporte, cuja solução é interpretada neste trabalho como uma função importância vinculada a um funcional linear com respeito ao fluxo angular de nêutrons. Estas equações são correlacionadas permitindo a construção de uma relação explícita entre as fontes internas de nêutrons e a potência produzida pelo sistema por unidade de comprimento de altura do domínio. Devido à complexidade de obtenção das soluções analíticas das equações que compõem o modelo matemático, foram utilizados o método das ordenadas discretas (SN) e a formulação o multigrupo de energia. Um método numérico de malha grossa da classe dos métodos espectronodais, denominado método matriz resposta adjunto com aproximações constantes (RMy-CN), foi aplicado na resolução das equações de importância nas formulações SN e multigrupo de energia. Experimentos numéricos em dois problemas-modelo foram realizados como forma de analisar a precisão e características da metodologia proposta, bem como ilustrar concretamente sua aplicação.
