Problemi di fisica del reattore ad acqua leggera e metodi di calcolo neutronico avanzati

Il presente rapporto espone le principali problematiche di fisica dei reattori ad acqua leggera in relazione al loro calcolo neutronico, con particolare riguardo all'utilizzo di tecniche, metodi e codici avanzati di tipo deterministico. Vengono esposti e sintetizzati i principali progressi compiuti negli ultimi 15 anni circa, in relazione anche alle strutture a gruppi energetici ed ai metodi di calcolo più idonei al trattamento accurato delle sezioni d'urto efficaci e dell'autoschermo. Viene posta in evidenza l'importanza dell'aggiornamento delle sezioni d'urto associato al variare del burnup del combustibile ed alle variazioni spettrali connesse al buildup del plutonio o più in generale di isotopi fortemente assorbenti. Sono poi analizzate le problematiche derivanti dalla necessità di utilizzare combustibile ad alti burnup con il conseguente ricorso a veleni bruciabili per il contenimento della reattività a BOL ed i problemi di modellizzazione ad essi associati. Analogamente è fatto cenno all'impatto sulle tecniche di calcolo dell'utilizzo di combustibile MOX ed alle differenze rispetto a combustibile UOX. Sono poi esaminate le problematiche connesse al calcolo di interfaccia tra nocciolo e riflettore. Infine sono presentate le tecniche delle Probabilità di Collisione e del Metodo delle Caratteristiche per la risoluzione dell'equazione del trasporto dei neutroni per geometrie eterogenee complesse. Il presente Rapporto costituisce pertanto una base per le discussioni tecniche e per gli approfondimenti scientifici che si terranno nell'ambito dell'accordo STC recentemente firmato da ENEA e CEA sull'utilizzo dei codici deterministici Apollo2 e Cronos2 per il calcolo degli LWR. In particolare contribuisce allo sviluppo ed alla qualificazione di metodi e modelli di analisi e simulazione dei più recenti ed avanzati reattori ad acqua leggera di Generazione III e III+.