MODELAGEM COMPUTACIONAL PARA PROBLEMAS GLOBAIS DE REATORES NUCLEARES UNIDIMENSIONAIS USANDO METODOS DE MALHA GROSSA

摘要

Na area de Fisica de Reatores, na simulacao de problemas envolvendo calculos globais de reatores nucleares, sao desenvolvidas modelagens computacionais que procuram descrever com grande precisao, a distribuicao de potencia, a variacao de reatividade no nucleo do reator, o calculo de queima do combustivel nuclear, problemas de recarga de reatores nucleares etc. Essas modelagens se justificam pois estao diretamente relacionadas com o funcionamento de um reator nuclear, opcao energetica viavel para a atenuacao de problemas relacionados com a questao do aquecimento global. Neste trabalho, propomos a analise do calculo de distribuicao de potencia nuclear e o fator de multiplicacao efetivo (k_(eff)), problema unidimensional, monoenergetico e estacionario, usando a equacao de transporte de neutrons, na formulacao de ordenadas discretas (S_N). O metodo usado para a discretizacao da variavel espacial do fluxo angular de neutrons e o metodo de malha grossa espectro-nodal hibrido SD-SGF, c.f., spectral Diamond-spectral Green's function. Esse hibridismo e necessario para garantirmos a estabilidade numerica dos algoritmos computacionais desenvolvidos. O metodo SD e usado em regioes multiplicativas (onde ha a presenca do fenomeno da fissao) e o metodo SGF e utilizado na regioes nao-multiplicativas (onde nao ha fissao) do dominio material de interesse. Na solucao das equacoes de transporte de neutrons discretizadas de balanco espacial (S_N), com condicoes de contorno definidas e as equacoes auxiliares SD-SGF, usamos o metodo iterativo NBI, cf., "One-node block inversion" para os calculos dos fluxos angulares (iteracoes internas) e o tradicional metodo das potencias (iteracoes externas), para o calculo do fator de multiplicacao efetivo (k_(eff)). Os resultados dessas simulacoes sao comparados com o tradicional metodo de malha fina DD, cf., Diamond Difference, convencionalmente usado nesse tipo de simulacao. Os algoritmos de solucao dos problemas modelados foram implementados num simulador computacional em linguagem MatLab, versao em ingles, o mesmo que foi utilizado para gerar os resultados do trabalho da referencia.