Calcoli di sezioni d'urto efficaci di riflettore in sistemi PWR di terza generazione
Reflector effective cross sections calculations for GENIII PWR systems
Creators: name: Guglielmelli, Antonio <1975>
Publisher: name: Alma Mater Studiorum - Università di Bologna
Year: 2015
Subjects: ING-IND/18 Fisica dei reattori nucleari

description: La corretta modellizzazione della zona del riflettore dei sistemi GEN III+ è un passaggio fondamentale per un’accurata predizione dei parametri di cella il cui valore influenza direttamente la distribuzione di potenza su tutto il nocciolo. Tale esigenza si è resa ancora più stringente dopo la constatazione che il fenomeno del “tilt power” risulta essere più amplificato nei noccioli nucleari equipaggiati con un riflettore pesante. Per tali ragioni, nel presente lavoro di tesi si è dedicata particolare attenzione alle metodiche di modellizzazione ed alla generazione delle sezioni d’urto efficaci omogenee ed agli assembly discontinuity factors (ADF) nella zona di riflessione. Il codice deterministico utilizzato per il calcolo è SCALE 6.1.3. 
La notevole differenza nelle proprietà neutroniche associata ad un’elevata eterogeneità geometrica tra un nocciolo ed un riflettore hanno suggerito di effettuare un’analisi preliminare sul sistema riflettente GEN II proposto nel benchmark NEA-NSC-DOC (2013) per testare la capacità di SCALE 6.1.3 di effettuare un corretto calcolo di cella adottando una modellizzazione monodimensionale assembly/riflettore. I risultati ottenuti sono confrontati con quelli presentati nel benchmark e e con quelli valutati attraverso il codice Monte Carlo SERPENT 2.0 confermando la capacità di calcolo di SCALE 6.1.3. 
L’analisi sulla modellizzazione dei sistemi riflettenti GEN III+ è stata effettuata ricavando il valore dei parametri di cella per  configurazioni omogenee ed una serie di configurazioni geometriche esatte che comprendono tutte le modellizzazioni del sistema riflettente lungo la direzione angolare del riflettore. Si è inoltre effettuata un’analisi di sensitività su parametri operativi  e sui parametri di codice. Si è infine effettuato un calcolo in color-set per indagare l’influenza degli effetti 2-D sui parametri di cella. I risultati prodotti rappresentano un contributo migliorativo nella conoscenza dei parametri di cella di riflettore e potranno essere utilizzati per una più precisa valutazione del fenomeno del tilt nei sistemi GEN III+.
description: In GEN III+ systems the correct modelization of the reflector zone is a key step for an exact prediction of the cell parameters whose values directly affect the radial power distribution of the core system. This need has become even more necessary after the discovery of the amplification of the “tilt power” phenomenon in the GEN III+ nuclear core. For this reason, special care is taken in the modelization methodology and in the generation of reflector homogenized cross-section and discontinuity factor (DFs) on the reflector zone. The deterministic package code used for the cell data calculation is SCALE 6.1.3 suite. 
The strong difference in the neutronic properties at core/reflector interface combined with a high geometric heterogeneity between a core and a reflector system have suggested to perform a preliminary analysis on the GEN II reflector system as presented by NEA-NSC-DOC (2013) benchmark with the aim of testing the capability of the deterministic code to perform a correct calculation on a 1-D assembly/reflector modelization. The results, which are in good agreement with those evaluated with SERPENT 2.0 Monte Carlo code, confirmed the capability of SCALE code to perform cell data reflector calculations. 
The modelization analysis on the GEN III+ reflector system has been performed for two homogeneous configurations and for a series of exact heterogeneous zones along the angular direction of the reflector. It has been also realized a sensitivity analysis on operational  and code parameters. Finally, it was performed a 2x2 color-set calculation to investigate the 2-D geometry effects on the numerical values of cell reflector parameters. 
The final results are an improvement in the scientific knowledge of the reflector cell data values. These values can be used in a EPR nodal code calculation for a more accurate assessment of the core power distribution and of the “power tilt” values.