Valutazione e modifica del codice termoidraulico di sistema cathare applicato a metalli liquidi pesanti e ai dati sperimentali del benchmark lacanes

I sistemi nucleari innovativi raffreddati da lega eutettica piombo-bismuto (LBE) e a piombo, sono oggetto di un crescente interesse sia in Europa che al di fuori, come evidenziano il gran numero di progetti nazionali ed internazionali in corso. Nel quadro degli European Framework Programme è stata messa in luce la necessità di dotarsi di un codice di sistema termoidraulico in grado di trattare i sistemi a metalli liquidi pesanti (HLM), con un particolare interesse per lo sviluppo di un codice 'europeo'. Tenendo conto di questo scenario, nell'ambito della cooperazione ENEA/CEA sulla fissione nucleare è stato siglato un accordo di collaborazione (STC) con l'obiettivo di estendere le capacità del codice di sistema francese CATHARE per simulare reattori HLM. Il codice CATHARE è stato già modificato nel recente passato per trattare fluidi refrigeranti diversi dell'acqua leggera per cui è nato, dimostrando ottime capacità di simulazione. Inoltre, il codice è già parte di una piattaforma di simulazione europea (progetto NURISP) dedicata a studi di sistemi nucleari ad acqua leggera ma con l'ambizione di estenderne le capacità anche ai reattori di futura generazione [1]. Per quanto riguarda la fase di implementazione delle caratteristiche dei metalli pesanti, ENEA si è avvalsa del lavoro già svolto dal Team di sviluppatori con le proprietà del sodio liquido ma anche del lavoro di ricerca e sintesi fatta negli anni passati dal gruppo di lavoro europeo WG-LBE, che ha raccolto lo stato dell'arte delle proprietà di LBE e piombo [2]. Maggiori informazioni riguardanti le modifiche apportate al codice sono fornite nel documento [3]. Nella presente relazione tecnica è presentata l'attività svolta presso il DIENCA nell'ambito dell'Accordo di Programma CIRTEN e Ministero dello Sviluppo Economico che rappresenta il primo passo nel processo di validazione del trattamento dei nuovi fluidi da parte di CATHARE. Questa attività è mirata a verificare la capacità del codice nel riprodurre test integrali su impianti sperimentali. In particolare, saranno presi in considerazione i dati provenienti da un recente benchmark internazionale realizzato dall'OECD/NEA chiamato LACANES a cui l'ENEA partecipa con la propria versione modificata del codice RELAP5 per fluidi metallici [4J. L'approccio che sarà seguito è quello del confronto tra codici e dati sperimentali ma anche di tipo tra codice e codice.