Análise comparativa da sensibilidade do fator de multiplicação de nêutrons à perturbação entre um reator PWR abastecido a UO2 ou UO2 + ThO2

Abstract

Neste trabalho é apresentada uma análise da sensibilidade do fator de multiplicação de nêutrons (kinf) à perturbação devido à inserção de ThO2no combustível e à variação da temperatura do moderador/refrigerante em um reator nuclear PWR abastecido por UO2e diferentes percentuais de ThO2utilizando o sistema de código nuclear SCALE 6.1. Foi escolhido como reator de referência Angra II. Foram feitas simulações utilizando o módulo funcional do SCALE 6.1, o TSUNAMI1D, que analisa as sensibilidades e incertezas, devido a variações de parâmetros de um reator nuclear. Os resultados mostram: que a inserção de tório no combustível nuclear é plenamente factível; ao se variar as condições de contorno das simulações, entre “REFLECTED” e “WHITE”, há uma diferença quanto aos valores absolutos do kinf, 𝑘_𝑖𝑛𝑓_𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑐𝑡𝑒𝑑>𝑘_𝑖𝑛𝑓_𝑤ℎ𝑖𝑡𝑒; os coeficientes de sensibilidade, das misturas combustíveis do reator sem a adição de tório, mostram que o kinf apresenta sensibilidade às variações na temperatura do moderador; o comportamento de ∆𝑘𝑘pode ser aproximado por uma função polinomial quadrática com 𝑅2>0,9; a análise dos dados de coeficiente de sensibilidade (∆𝑘𝑘), para todos os casos estudados, indicam que a adição de ThO2, na faixa estudada (5 a 40% em massa), implica no aumento da magnitude dos coeficientes de sensibilidade obtidos;o nível de enriquecimento,influencia na magnitude dos coeficientes de sensibilidade; a adição do ThO2 leva a implicações tanto na sensibilidade quanto na critica lidade, a saber, a segurança intrínseca do reator, pois influencia favoravelmente o coeficiente de reatividade à temperatura (𝛼𝑇);a sensibilidade do kinf à concentração de tório pode ser aproximado por uma função polinomial de terceira ordem.