Simulação de transporte de nêutrons por Monte Carlo físico : a influência dos venenos de nêutrons na criticalidade

• Autor(a) principal: Guigou, Rafael Maraschin
• Data de Publicação: 2024
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/274461
• topic: Reator nuclear; Equações de transporte de nêutrons; Neutron Poisons; Criticality; Simulator; Physical Monte Carlo

Este trabalho estuda e simula as interações em um reator nuclear, analisando o comportamento dos venenos de nêutrons em seu núcleo, além dos efeitos causados pela inserção de tais materiais absorvedores na população de nêutrons, como a criticalidade. Partindo dos desenvolvimentos realizados pelo Grupo de Estudos Nucleares (GENUC) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), em especial, do simulador baseado no Método de Monte Carlo Físico, este trabalho visa acrescentar o funcionamento do simulador com os produtos de fissão, especificamente os venenos Xenônio-135 e Samário-149, e inseri-los na composição do núcleo. A concentração dos venenos foi assumida variável conforme sua produção de acordo com a taxa de reações de fissão. Elas foram determinadas via simulações no software Octave, a partir da solução de sistemas de equações diferenciais ordinárias que definem seu comportamento, de acordo com a literatura. Com esses dados, utilizando o programa desenvolvido pelo GENUC, foram simulados quatro intervalos de operação do reator: o startup, o equilíbrio de Xenônio, o equilíbrio de Samário e a reinicialização do reator após um tempo desligado. Como resultados, foi observado que ambos os venenos, após um certo período, atingem níveis de concentração de equilíbrio, de acordo com o observado na literatura. Já os efeitos no desempenho do reator, ocasionam em uma queda da criticalidade, da reatividade e da potência, sendo os efeitos do Xenônio-135 mais intensos que os do Samário-149, reduzindo a potência do reator em 72%, enquanto o Samário reduz em 30%. Quando ambos os venenos são inseridos juntos, a redução da potência foi de 76%. Os efeitos isolados, portanto, demonstram que o Xenônio-135 apresenta mais impacto que o Samário-149, no entanto, ambos reduzem as taxas de reações, e devem ser controlados.