Aplicações do método de fontes e sumidouros em configurações uni e bidimensional para fluxos neutrônicos em reatores nucleares

Abstract

A distribuição de fluxo neutrônico em reatores nucleares é normalmente descrita por soluções numéricas da equação de difusão ou da equação de transporte. O método de fontes e sumidouros fornece uma aproximação para tal distribuição de fluxo neutrônico usando contribuições positivas para fontes e contribuições negativas para sumidouros. Usou-se esse método em simulações para distribuição de fluxo em configurações uni e bidimensional por meio de programas implementados em linguagem FORTRAN. Utilizam-se kernels para fontes puntiforme e linear em um meio uniforme infinito para cálculo dos fluxos, representando as contribuições de fontes ou sumidouros, através do princípio da superposição. Analisou-se, a partir de processos iterativos, a convergência da razão do fluxo máximo pelo médio para valores teóricos previamente calculados para reatores do tipo placa e cilíndrico infinito, em que se obtiveram boas aproximações em relação à distribuição de fluxo teórico. Depois, simetricamente em torno do centro do reator, inseriram-se sumidouros na configuração unidimensional para simular a cortina d água necessária para desacoplar os subnúcleos formados devido à simetria do fluxo neutrônico em torno dos sumidouros, obtendo-se resultados coerentes devido à simetria apresentada na distribuição de fluxo para os subnúcleos. Inseriu-se também na configuração bidimensional um sumidouro para simular barras de controle negras para simular a perturbação devida a essas barras na distribuição de fluxo. Devido à qualidade com que se reproduziram essas perturbações e tendo sido atingido o objetivo principal do estudo, resolveu-se estendê-lo para o comportamento das reatividades devidas a essas mesmas barras de controle negras, comparando os resultados obtidos pelas simulações com os resultados dado por fórmulas teóricas