Caracterização do núcleo cilíndrico de menor excesso de reatividade do reator IPEN/MB-01, pela medida da distribuição espacial e energética do fluxo de nêutrons

Abstract

Vitor Ottoni Garcia Arêdes RESUMONeste trabalho foi realizado o mapeamento do fluxo de nêutrons térmicos e epitérmicos e o espectro energético dos nêutrons no núcleo do Reator IPEN/MB-01, em uma configuração cilíndrica de menor excesso de reatividade, ou seja de 28x28 varetas combustíveis dispostas nas direções norte-sul e Leste-Oeste. A calibração das barras de controle para essa configuração determinou seu excesso de reatividade. O menor excesso de reatividade no núcleo diminuiu a perturbação do fluxo de nêutrons causado pelas barras absorvedoras de nêutrons, já que o reator nuclear foi operado com as barras de controle quase totalmente retiradas. Foi utilizada a "Técnica de Analise de Ativação" com detectores de ativação do tipo folha (infinitamente diluídas e hiperpuras), de diferentes materiais que atuam em diferentes faixas de energia, para o cálculo da atividade de saturação, utilizado na determinação do fluxo de nêutrons térmicos e epitérmicos e como entrada no código SANDBP para a determinação do espectro energético dos nêutrons.Para descriminar o fluxo de nêutrons térmico e epitérmico, foi utilizada a "Técnica da Razão de cádmio". Os detectores de ativação foram distribuídos em um total de 140 posições radiais e axiais no núcleo do reator, em 24 irradiações com as folhas de ativação nuas e cobertas com cádmio. Um modelo dessa configuração foi simulado pelo código MCNP-5 para determinação do fator de cádmio e comparação dos resultados obtidos experimentalmente. A configuração cilíndrica desejada, com 17% menos de varetas combustíveis que a configuração padrão retangular (28x26 varetas combustíveis), atingiu a criticalidade com as barras de controle aproximadamente 90% retiradas, diminuindo consideravelmente a perturbação no fluxo neutrônico no interior do núcleo do reator. Dada a maior densidade de potência do núcleo cilíndrico 28x28, os valores de fluxo de nêutrons aumentou em mais de 50% nas regiões centrais do núcleo cilíndrico estudado quando comparado aos valores do núcleo padrão retangular 28x26. NEUTRONIC CHARACTERIZATION OF CYLINDRICAL CORE OF MINOR EXCESS REACTIVITY IN THE NUCLEAR REACTOR IPEN/MB-01 FROM THE MEASURE OF SPATIAL AND ENERGETIC DISTRIBUTION OF NEUTRON FLUX DISTRIBUTION. Vitor Ottoni Garcia Arêdes ABSTRACTIn this work was conducted the mapping of the thermal and epithermal neutrons flux and the energy spectrum of the neutrons in the reactor core IPEN/MB-01for a cylindrical core configuration with minor excess reactivity, which is 28x28 fuel rods arranged in north-south and east-west directions. The calibration of control rods for this configuration determined their excess reactivity. The lower excess reactivity in the core decreased neutron flux disturbance caused by the neutron absorbing rods , given that the nuclear reactor was operated with the rods almost completely removed . Was used the "Activation Analysis Technique" with the thin foil activation detectors ( infinitely diluted and hyper-pure), of different materials that work in different energy ranges, to calculate the satur...

Caracterização dos campos neutrônicos obtidos por meio de armadilhas de nêutrons a partir da utilização de água pesada (D2O) no interior do núcleo do reator nuclear IPEN/MB-01

“…FIGURA C.16 -Curva de decaimento dos átomos de 47 Sc, obtida a partir da reação nuclear do 47 24 Na, obtida a partir da reação nuclear do 24 Mg com o nêutron na folha de ativação de Mg natural na configuração com H2O. .. 151 FIGURA C.20 -Curva de decaimento dos átomos de 24 Na, obtida a partir da reação nuclear do 24 Mg com o nêutron na folha de ativação de Mg natural na configuração com D2O.…”

“…24 Na, obtida a partir da reação nuclear do 24 Mg com o nêutron na folha de ativação de Mg natural na configuração com H2O.…”

“…FIGURA C.20 -Curva de decaimento dos átomos de 24 Na, obtida a partir da reação nuclear do 24 Mg com o nêutron na folha de ativação de Mg natural na configuração com D2O. visto que os coeficientes de determinação ficaram próximos de 1 e os χ 2 -reduzidos dentro da faixa de valores aceitáveis ou muito próximo de 1 [32] .…”

Medida do buckling e da probabilidade de fuga de nêutrons do núcleo do reator IPEN/MB-01

“…A Tabela C.1 apresenta os dados de fluxo de nêutrons térmicos e epitérmicos na direção radial para as folha de ouro e as respectivas cotas em que foram inseridas e irradiadas 11,18 . Tabela C.1: Dados de fluxo de nêutrons térmicos e epitérmicos para os fios de ouro na direção radial.…”

Nova metodologia experimental para medida de taxa de reação nuclear no combustível do Reator IPEN/MB-01 (Tipo Varetas)

“…No entanto, quando se deseja obter o valor absoluto do fluxo neutrônico é necessário conhecer os fatores de correção de fluxo, a fim de se determinar o valor deste, sem os efeitos de perturbação [32,33] . 37) onde x = Σ a s, sendo Σ a = seção de choque macroscópica média de absorção, s e a espessura da folha e E3 é a função exponencial de terceira ordem, que pode ser dada por: 38) onde E1 é a função exponencial de primeira ordem e pode ser expandida em série: [32,34] para uma folha na forma de um disco de raio r tal que: [2] . A metodologia usada para esse cálculo e os resultados, serão abordados mais adiante.…”