Cálculo dos fatores de Dancoff com absorção parcial de nêutrons em geometria Cluster pelo método direto / Dancoff factors with partial neutrons absorption incluster geometry by the direct method

AUTOR(ES)

Rodrigues, Letícia Jenisch

DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

Por muitos anos, vários métodos têm sido propostos para a obtenção dos fatores de Dancoff para materiais perfeitamente e parcialmente absorvedores de nêutrons em meios heterogêneos. No presente trabalho, esse fator é definido como a probabilidade que um nêutron emitido a partir de uma superfície de um elemento combustível irá entrar em outro elemento combustível sem sofrer nenhuma colisão no moderador ou no revestimento. A absorção ressonante em arranjos compactos é fortemente influenciada por esse fator, e nos casos mais gerais de células irregulares, os modelos utilizados ainda apresentam diferenças que refletem em cálculos de criticalidade, taxas de conversão e queima. O código WIMS, um dos mais utilizados códigos de gerenciamento de núcleo de reatores nucleares, possuía originalmente uma sub-rotina PIJ utilizada para calcular matrizes de colisão e fatores de Dancoff, para materiais perfeitamente absorvedores (Black Dancoff factors), para células combustíveis, em um determinado grupo de energia utilizando a definição em termos das probabilidades de colisão. O cálculo dessas probabilidades era baseado nas distâncias percorridas pelos nêutrons entre regiões da célula. A malha de integração, sobre a qual as integrações duplas das funções de Bickley eram calculadas por regra trapezoidal simples, era composta por conjuntos de linhas paralelas, igualmente espaçadas radialmente, traçados para cada um dos ângulos azimutais igualmente incrementados em relação a uma direção de referência. Embora rápido, o esquema de cálculo era ineficiente. A malha fixa era independente do tamanho das regiões que compunham célula, de maneira que regiões muito pequenas, muitas vezes eram atravessadas por poucos traços. Uma modificação nessa sub-rotina, atualmente chamada de PIJM, foi implementada de maneira que cada região da célula tivesse uma malha própria, evitando o excesso de traços em algumas regiões e a falta de traços em outras. Outra melhoria foi a modificação da técnica de integração, isto é, as integrais radiais passaram a ser calculadas por quadraturas gaussianas e as angulares por regra trapezoidal estendida, resultando em melhorias significativas nos fatores de Dancoff comprovadas por comparações com resultados precisos existentes na literatura em situações simples. Entretanto, os fatores assim calculados consideravam as regiões combustíveis formadas por materiais perfeitamente absorvedores.O objetivo deste trabalho é obter os fatores de Dancoff, com absorção parcial do combustível, em células cilíndricas a partir de sua definição alternativa, ou seja, a correção na probabilidade de escape do combustível devido às demais varetas combustíveis do meio. Através da modificação da sub-rotina PIJM determina-se esses fatores para cinco posições diferentes de varetas, utilizando-se a célula canadense CANDU–37, obtendo-se resultados satisfatórios em relação aos encontrados na literatura especializada.

ASSUNTO(S)

fenomenos de transporte

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