Cálculos de criticalidade usando a equação de transporte de nêutrons multigrupo unidimensional na formulação das ordenadas discretas a partir da solução analítica local

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Almira Ramírez, Santiago
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto Politécnico; Brasil; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional
• Palavras-chave em Português: Neutron transport equation; Spectral-nodal methods; Criticality calculations; Parallel programming; Equação de transporte de nêutrons; Métodos espectro-nodais; Cálculos de criticalidade; Programação paralela; Teoria do transporte de nêutrons - Modelos matemáticos; Teoria cinética do transporte - Método das ordenadas discretas; Análise espectral - Métodos de simulação; Criticalidade (Energia nuclear); CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16896

A modelagem computacional referente aos cálculos de criticalidade em reatores nucleares se justifica atualmente, pois está diretamente relacionada com o funcionamento dos reatores de potência, opção energética viável para a atenuação de problemas referentes á questão do aquecimento global. Nesta tese, propomos e desenvolvemos duas metodologias determinísticas utilizando a solução analítica local para o cálculo do fator de multiplicação efetivo (kef f ) e da distribuição de potência num reator nuclear, considerando problemas em geometria unidimensional cartesiana, estacionários, usando a equação linearizada de Boltzmann para o transporte de nêutrons, na formulação de ordenadas discretas (SN ) multigrupo. As metodologias propostas, denominadas ASNM, c.f., Analytical Espectral-Nodal Method e ASNM-SI, c.f., Analytical Espectral-Nodal Method - Source Iteration, pertencem a classe dos métodos espectro-nodais (malha grossa) e foram implementadas para resolver problemas de cálculo de criticalidade. São apresentados os resultados numéricos para quatro problemas-modelo, considerando diferentes tipos de condições de contorno(vácuo e reflexivas) e diferentes números de grupos de energia. Os resultados numéricos obtidos quando utilizadas várias grades espaciais e diferentes ordens de quadratura foram iguais ou similares nas duas metodologias. Os resultados numéricos foram comparados com dois métodos de referência, o tradicional método de malha fina DD, c.f., Diamond Difference (em todos os problemas-modelo) e o método espectro-nodal (malha grossa) SD-SGF, c.f., spectral Diamond-spectral Green´s function, usado nos três primeiros problemas-modelo apresentados na tese. Os algoritmos numéricos foram implementados na linguagem C++, utilizando as bibliotecas de cálculo numérico LAPACK, SCALAPACK, AlgLib. Também foram implementadas paralelizações das metodologias propostas utilizando o padrão MPI, c.f., Message Passing Interface para seu uso em clusters.