Vaikutusalakirjastojen muodostaminen Serpent-ARES-laskentaketjussa

Abstract

Tässä diplomityössä on esitetty työn yhteydessä toteutetun Serpent-ARES-laskentaketjun muodostamiseksi tarvittavat toimenpiteet. ARES-reaktorisydän-simulaattorissa tarvittavien homogenisoitujen ryhmävakiokirjastojen muodostaminen Serpentiä käyttäen tekee laskentaketjusta muiden käytössä olevien reaktorisydämen laskentaketjujen mahdollisista virhelähteistä riippumattoman. Monte Carlo-laskentamenetelmään perustuvaa reaktorifysiikan laskentaohjelmaa käyttämällä ryhmävakiokirjastot muodostetaan uudella menetelmällä ja näin saadaan viranomaiskäyttöön voimayhtiöiden käyttämistä menetelmistä riippumaton laskentaketju reaktorien turvallisuusmarginaalien laskentaan. Työn yhteydessä muodostetun laskentaketjun ja tehtyjen vaikutusalakirjastojen muodostamisrutiinien sekä parametrisovitteiden toimivuus on todettu laskemalla Olkiluoto 3 - reaktorin alkulatauksen säätösauvojen tehokkuuksia ja sammutusmarginaaleja eri olosuhteissa. Menetelmä on todettu toimivaksi parametrien pätevyysalueella ja saadut laskentatulokset ovat oikeaa suuruusluokkaa. Parametrimallin tarkkuutta ja pätevyysaluetta on syytä vielä kehittää, ennen kuin laskentaketjua voidaan käyttää varmentamaan muilla menetelmillä laskettujen tulosten oikeellisuutta.

This master’s thesis introduces novel method to produce the homogenized two group cross section files needed in the reactor core simulator ARES. The cross section files are now generated with Monte Carlo reactor physics calculation program Serpent. Thus is achieved an independent calculation chain that has no potential common error sources with the other existing calculation chains. This new calculation chain may be used by nuclear safety authority to confirm the results of the safety calculations made by power plant owners or fuel manufacturers. Functioning of this calculation chain is proved by calculating control rod worths and shutdown margins of the Olkiluoto 3 EPR initial core load in different conditions. The method is found to be useful and the results near what were expected. Precision and range of the parameterization still needs to be improved before the calculation chain is ready to be used to validate other calculation’s results as planned.