Contribution to uncertainties evaluation for fast reactors neutronic cross sections
Description
The thesis has been motivated by a wish to increase the uncertainty knowledge on nuclear data, for safety criteria. It aims the cross sections required by core calculation for sodium fast reactors (SFR), and new tools to evaluate its.The main objective of this work is to provide new tools in order to create coherent evaluated files, with reliable and mastered uncertainties. To answer those problematic, several methods have been implemented within the CONRAD code, which is developed at CEA of Cadarache. After a summary of all the elements required to understand the evaluation world, stochastic methods are presented in order to solve the Bayesian inference. They give the evaluator more information about probability density and they also can be used as validation tools. The algorithms have been successfully tested, despite long calculation time. Then, microscopic constraints have been implemented in CONRAD. They are defined as new information that should be taken into account during the evaluation process. An algorithm has been developed in order to solve, for example, continuity issues between two energy domains, with the Lagrange multiplier formalism. Another method is given by using a marginalization procedure, in order to either complete an existing evaluation with new covariance or add systematic uncertainty on an experiment described by two theories. The algorithms are well performed along examples, such the 238U total cross section. The last parts focus on the integral data feedback, using methods of integral data assimilation to reduce the uncertainties on cross sections. This work ends with uncertainty reduction on key nuclear reactions, such the capture and fission cross sections of 238U and 239Pu, thanks to PROFIL and PROFIL-2 experiments in Phenix and the Jezebel benchmark. (author)
Abstract (French)
La these a essentiellement ete motivee par la volonte croissante de maitriser les incertitudes des donnees nucleaires, pour des raisons de surete nucleaire. Elle vise en particulier les sections efficaces indispensables aux calculs neutroniques des reacteurs rapides au sodium de Generation IV (RNR-Na), et les moyens permettant de les evaluer. Le principal objectif de la these est de fournir et montrer l'interet de nouveaux outils permettant de realiser des evaluations coherentes, avec des incertitudes maitrisees et fiables. Pour repondre aux attentes, differentes methodes ont ete implementees dans le cadre du code CONRAD, developpe au CEA de Cadarache, au Departement d'etude des Reacteurs. Apres l'etat des lieux et la presentation des differents elements necessaires pour effectuer une evaluation, il est presente des resolutions stochastiques de l'inference Bayesienne. Elles permettent de fournir d'une part, des informations supplementaires a l'evaluateur par rapport a la resolution analytique et d'autre part, de valider cette derniere. Les algorithmes ont ete testes avec succes a travers plusieurs cas, malgre des temps de calcul plus longs faute aux methodes de type Monte Carlo.Ensuite, ce travail a rendu possible, dans CONRAD, de prendre en compte des contraintes dites microscopiques. Elles sont definies par l'ajout ou le traitement d'informations additionnelles par rapport a l'evaluation traditionnelle. Il a ete developpe un algorithme base sur le formalisme des multiplicateurs de Lagrange pour resoudre les problemes de continuite entre deux domaines en energies traitees par deux theories differentes. De plus, d'autres approches sont presentees, avec notamment l'utilisation de la marginalisation, permettant soit de completer une evaluation existante en ajoutant des matrices de covariance, soit de considerer une incertitude systematique pour une experience decrite par deux theories. Le bon fonctionnement des differentes methodes implementees est illustre par des exemples, dont celui de la section efficace totale de l'238U.Enfin, les dernieres parties de la these se focalisent sur le retour des experiences integrales, par methodes d'assimilation de donnees integrales. Cela permet de reduire les incertitudes sur les sections efficaces d'interet pour les reacteurs rapides. Ce document se clot par la presentation de quelques resultats clefs sur les sections efficaces de l'238U et du 239Pu, avec la consideration d'experiences comme PROFIL et PROFIL-2 dans Phenix ou encore Jezebel
Files
Additional details
Additional titles
- Original title (French)
- Contribution a l'evaluation des incertitudes sur les sections efficaces neutroniques, pour les reacteurs a neutrons rapides
Identifiers
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 218 p.
- Report number
- FRCEA-TH--7427
INIS
- Country of Publication
- France
- Country of Input or Organization
- France
- INIS RN
- 47082330
- Subject category
- S21: SPECIFIC NUCLEAR REACTORS AND ASSOCIATED PLANTS;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis
- Descriptors DEI
- ALGORITHMS; C CODES; CROSS SECTIONS; DATA COVARIANCES; FEEDBACK; PLUTONIUM 239; STOCHASTIC PROCESSES; URANIUM 238
- Descriptors DEC
- ACTINIDE NUCLEI; ALPHA DECAY RADIOISOTOPES; COMPUTER CODES; EVEN-EVEN NUCLEI; EVEN-ODD NUCLEI; HEAVY NUCLEI; ISOTOPES; MATHEMATICAL LOGIC; NUCLEI; PLUTONIUM ISOTOPES; RADIOISOTOPES; SPONTANEOUS FISSION RADIOISOTOPES; URANIUM ISOTOPES; YEARS LIVING RADIOISOTOPES
Optional Information
- Notes
- 104 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the 'INIS contacts' section of the INIS-NKM web site for current contact and E-mail addresses: http://www.iaea.org/inis/Contacts/; Also available from http://sicd1.ujf-grenoble.fr/ (France)