Estudo das condições de partida de um reator anelar pulsado

Abstract

Visando à obtenção de fluxos neutrônicos intensos, propôs-se um novo conceito de reator, o qual combina características de reatores tanto pulsados quanto estacionários. Tal reator, conhecido como VICHFPR (Very Intense Continuous High Flux Pulsed Reactor), consiste em um núcleo subcrítico com geometria anelar, sendo pulsado por um refletor rotativo, agindo este como modulador de reatividade à medida que produz um pulso de curta duração (aproximadamente igual a 1 ms) de alta intensidade, conduzindo a região adjacente ao modulador a um estado de supercriticalidade pronta. O presente trabalho tem como objetivo analisar as condições de partida (startup) de um Reator Anelar Pulsado. Analisa-se a evolução da intensidade do pulso de nêutrons ao se trazer o modulador de reatividade segundo uma trajetória helicoidal, desde sua posição inicial (afastado do núcleo), quando o fator de multiplicação possui um valor subcrítico, até a posição final (adjacente ao núcleo), passando o mesmo fator a ter um valor supercrítico pronto. Uma parte da análise é feita com base na variação da reflexão dos nêutrons, sendo tal variação uma função monotônica dos ângulos sólidos de saída e de reflexão entre o núcleo e o modulador. Deve-se salientar que o trabalho é uma aproximação da situação real. Conhecendo-se os parâmetros iniciais e finais do reator, é elaborado um código computacional em Fortran a fim de que se possa obter a evolução do fator de multiplicação e a intensidade do fluxo. Baseando-se nos resultados obtidos com esse código, verifica-se sob quais condições deve ser trazido o modulador durante o startup. Essas condições se resumem basicamente à análise das velocidades de subida e de rotação do modulador, da economia de refletor e da separação inicial entre o reator e o modulador. O startup do Reator Anelar Pulsado foi dividido em três etapas. Por apresentar uma reatividade negativa nas duas primeiras etapas, a multiplicação de nêutrons é pequena, enquanto a última, com uma reatividade positiva, apresenta uma multiplicação intensa, como normalmente ocorre em sistemas pulsados. Esta última etapa mostra-se bastante sensível em relação a alguns parâmetros do reator, como, por exemplo, a velocidade de rotação do modulador e a reatividade final, apresentando, entretanto, relativa insensibilidade aos demais parâmetros do reator