Published October 24, 2011 | Version v1
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Development and validation of calculation schemes dedicated to the interpretation of small reactivity effects for nuclear data improvement

Description

Reactivity measurements by the oscillation technique, as those performed in the Minerve reactor, enable to access various neutronic parameters on materials, fuels or specific isotopes. Usually, expected reactivity effects are small, about ten pcm at maximum. Then, the modeling of these experiments should be very precise, to obtain reliable feedback on the pointed parameters. Especially, calculation biases should be precisely identified, quantified and reduced to get precise information on nuclear data. The goal of this thesis is to develop a reference calculation scheme, with well quantified uncertainties, for in-pile oscillation experiments. In this work are presented several small reactivity calculation methods, based on deterministic and/or stochastic calculation codes. Those method are compared thanks to a numerical benchmark, against a reference calculation. Three applications of these methods are presented here: a purely deterministic calculation with exact perturbation theory formalism is used for the experimental validation of fission product cross sections, in the frame of reactivity loss studies for irradiated fuel; an hybrid method, based on a stochastic calculation and the exact perturbation theory is used for the readjustment of nuclear data, here 241Am; and a third method, based on a perturbative Monte Carlo calculation, is used in a conception study. (author)

Abstract (French)

Les mesures de reactivite par la technique d'oscillation, comme celles effectuees dans le reacteur Minerve, permettent de tester de nombreux parametres neutroniques sur des materiaux, des combustibles ou des isotopes specifiques. Generalement, les effets attendus sont tres faibles, tout au plus de l'ordre de la dizaine de pcm. La modelisation de ces experiences doit donc etre particulierement precise, afin d'obtenir un retour fiable et precis sur les parametres cibles. En particulier, les biais de calcul doivent etre clairement identifies, quantifies et maitrises afin d'obtenir des informations pertinentes sur les donnees nucleaires de base. L'enjeu de cette these est le developpement d'un schema de calcul de reference, dont les incertitudes sont clairement identifiees et quantifiees, permettant l'interpretation des mesures par oscillation. Dans ce document plusieurs methodes de calcul de ces faibles effets en reactivite sont presentees, basees sur des codes de calculs neutroniques deterministes et/ou stochastiques. Ces methodes sont comparees sur un benchmark numerique, permettant leur validation par rapport a un calcul de reference. Trois applications sont ici presentees dans le detail: une methode purement deterministe utilisant la theorie des perturbations exacte pour la qualification des sections efficaces des principaux produits de fission en REP, dans le cadre d'etudes sur l'estimation de la perte du reactivite du combustible au cours du cycle; une methode hybride, basee sur un calcul stochastique et la theorie des perturbations exacte, permet d'obtenir un retour precis sur les donnees nucleaires de bases d'isotopes, dans notre cas l'241Am; et enfin, une troisieme methode, reposant sur un calcul perturbatif Monte Carlo, est utilisee pour une etude de conception

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Original title (French)
Developpement et validation de schemas de calcul dedies a l'interpretation des mesures par oscillation pour l'amelioration des donnees nucleaires

Publishing Information

Imprint Pagination
194 p.
Report number
FRCEA-TH--3291

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Notes
105 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the 'INIS contacts' section of the INIS website for current contact and E-mail addresses: http://www.iaea.org/inis/Contacts/