Tridimensional analysis of local perturbations on the core reactivity and the thermal-hydraulics of the fuel elements

Questo documento riassume il lavoro svolto per il primo obiettivo della task A.1 della Linea Progettuale 2 dell’Accordo di Programma tra ENEA e MiSE (AdP PAR2015 LP2 A.1_a). Utilizzando come riferimento la configurazione del nocciolo di ALFRED (Advanced Lead Fast Reactor European Demonstrator) riveduta ed analizzata nell’ambito del precedente piano triennale dell’AdP (PAR 2012-2014), si è esteso lo studio all’analisi di fenomeni locali di perturbazione durante il normale funzionamento di impianto. La perturbazione locale esaminata è rappresentata dalla estrazione spuria della barra di controllo con maggiore importanza (anti-reattività) che, nella simmetria del nocciolo, è adiacente all’elemento di combustibile più caldo della zona esterna. I modelli di analisi dei codici di neutronica e termoidraulica sono stati adattati in modo da riprodurre fedelmente la configurazione alterata del sistema valutando: - dal punto di vista neutronico, l’impatto della perturbazione locale sia sull’intero nocciolo (in termini di reattività e di distribuzione di potenza globale nel nocciolo), sia sull’elemento di combustibile adiacente alla posizione ove la perturbazione ha avuto luogo (in termini di distribuzione potenza locale nell’elemento stesso); - dal punto di vista termoidraulico, l’impatto sulla distribuzione delle temperature nei diversi sotto-canali dell’elemento più caldo e nella barretta più sollecitata di quest’ultimo, a partire dalle informazioni ricavate dalle analisi neutronica e di transitorio. L’obiettivo principale del presente studio è la valutazione delle nuove condizioni termiche degli elementi di combustibile al fine di verificare il rispetto dei limiti di sicurezza nella nuova configurazione perturbata, o la protezione degli elementi per un eventuale intervento del sistema di protezione del reattore prima del raggiungimento del limite assunto.