Cycle study of BEAVRS benchmark using different energy deposition models with the OpenMC code

Abstract

Simulaties van de opbrand van splijtstof in nucleaire systemen met behulp van Monte Carlo codes maken gebruik van energie depositie-modellen. Deze thesis onderzoekt de invloed van twee energie-depositie-modellen op drie parameters, zijnde de kritikaliteit, de isotopische inventaris en fissie parameters. Het eerste model veronderstelt dat alle energie plaatselijk in de brandstof wordt gedeponeerd. Het tweede model veronderstelt dat fotonen hun energie deponeren aan het einde van hun spoor en dat neutronen reacties ondergaan langs hun spoor. Dit onderzoek is uitgevoerd met de OpenMC-code en een reactorkern uit de BEAVRS benchmark. OpenMC is een relatief nieuwe, open-source, community-ontwikkelde Monte Carlo code. Het startpunt van de simulaties was om de kern altijd kritisch te houden. De splijtstof werd opgebrand voor één tijdstap en na elke simulatie werd de kritische boorconcentratie bepaald. Dit resultaat werd gebruikt voor de volgende simulatie. Met al deze waardes werd een boordalingscurve opgesteld. Na elke simulatie werden ook de isotopische inventaris en de fissie parameters berekend. Deze procedure werd herhaald voor beide modellen. Er kan geobserveerd worden dat er een significant verschil is tussen de modellen. Als verondersteld wordt dat het tweede model het meest accuraat is, is het relatieve verschil tot wel 25% voor de isotopische inventaris en bijna 100% voor de kritikaliteit. Het maximale relatieve verschil van de fissie parameters is +35% voor de assemblage rechtsboven en -4.5% voor de centrale assemblage.