Spent nuclear fuel sensitivity to model parameters

Abstract

Om bestraalde nucleaire brandstof veilig en betrouwbaar te behandelen en op te slaan, zijn eigenschappen zoals vervalwarmte, neutronemissie, gamma-emissie en reactiviteit belangrijk. Het bepalen van deze eigenschappen via experimentele meetcampagnes is te moeilijk. Daarom worden ze afgeleid uit theoretische modelberekeningen van de isotopensamenstelling door zogenaamde "fuel depletion codes". In deze thesis wordt de invloed van de verschillen in modellering en operationele parameters op de isotopencompositie geanalyseerd door gebruik te maken van de Monte Carlo fuel depletion codes ALEPH versie 2.9.0 en Serpent versie 2.1.32. Om een accuraat model te produceren is er gebruik gemaakt van data beschikbaar in officiële rapporten, SFCOMPO-2.0 en het Rod Extremities and Gadolinia AnaLysis (REGAL) project. De resultaten van de simulatie zijn vergeleken met de experimentele waarden. Eerst is een bestaand model van Gösgen-1 staal GU1 verbeterd. Vervolgens werd het Takahama-3 SF96 staal 1 gemodelleerd en werd een 2D- en 3D-model vergeleken. In het 2D-model is een gevoeligheidsanalyse uitgevoerd op de impact van de moderatordichtheid en op het aantal brandbare giftige staven. Er is een goede overeenkomst gevonden tussen de experimentele en gesimuleerde waarden met ALEPH2. Ten slotte is er een gevoeligheidsanalyse uitgevoerd op het Tihange-1 D05 staal met Serpent 2. De vier belangrijkste berekende parameters zijn de pellet diameter, brandstofdichtheid, aanrijking en de moderator temperatuur.