Oscilações espaciais de xenônio-135 e fluxo neutrônico

Abstract

As oscilações espaciais da concentração de Xenônio-135 são significativas em reatores de grande porte, pois possuem o potencial para provocar oscilações na distribuição do fluxo neutrônico. Se o grau da distribuição do fluxo neutrônico ultrapassar os limites de segurança estipulados nas especificações técnicas do reator, há possibilidade de comprometimento térmico do sistema. Tais oscilações podem ser geradas a partir de qualquer perturbação no fluxo de nêutrons ou podem acontecer naturalmente num reator. Neste estudo foi desenvolvido um algoritmo em diferença finita, empregando o método de Crank-Nicolson generalizado, para resolver as equações diferenciais que regem o comportamento das concentrações de Iodo-135 e Xenônio-135 e do fluxo de nêutrons, e um código computacional, XECAR, em linguagem FORTRAN foi desenvolvido. Por simplicidade foi considerado um modelo do reator em uma dimensão e foram desprezados os efeitos da temperatura, os nêutrons atrasados e o efeito Doppler. Para a manutenção da criticalidade do reator foi considerado na equação de difusão um termo proveniente da teoria de perturbação a um grupo. A potência total do reator foi mantida. Foi utilizado o parâmetro da divergência axial (Axial Offset) da concentração do Xenônio-135 e fluxo neutrônico, para avaliar os resultados gerados pelo código. Foram simulados uma diminuição global da potência, após ser atingido o estado de equilíbrio da concentração de xenônio, variações dos parâmetros de discretização e dos parâmetros neutrônicos. Os resultados encontrados seguem a tendência esperada de forma a amenizar ou a continuar as oscilações espaciais. Foi definido um conjunto de valores de variáveis e denominado de caso padrão e a partir dele obtiveram-se resultados que trazem oscilações espaciais do fluxo de nêutrons e da concentração do nuclídeo. Foram encontradas oscilações com um período maior do que a encontrada nas referências bibliográficas