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AbstractAbstract
[en] The neutronics calculation scheme HORUS3D/N is dedicated to the design and safety studies of the Jules Horowitz Reactor (JHR). The control of the whole neutronics parameters of the JHR must be ensured for the safety report. This work focuses in the determination and control of uncertainties on the reactivity of the Jules Horowitz reactor due to nuclear data. A rigorous and consistent method was used. It leads to the identification and quantification of the bias and the uncertainty bias due to nuclear data on the reactivity of the considered case: the Jules Horowitz Reactor. Several steps were followed: - the set-up of a reliable dataset of covariance matrices on nuclear data of the isotopes of interest, - the sensitivity studies to nuclear data of the representative experiment and the reactor, - an accurate determination of the technological uncertainties using an innovative method, - a transposition stage of the experimental bias and the associated uncertainty due to nuclear data using the representativity method applied to the JHR. These steps were performed using the CEA's reference calculation tools (Monte-Carlo calculation code TRIPOLI4, deterministic codes APOLLO2 and CRONOS2, evaluation code CONRAD), the European JEFF-3.1.1 nuclear data evaluation and a suitable set of uncertainty propagation, marginalization and transposition techniques. The propagation of uncertainties on nuclear data contained by the variance-covariance matrices concludes to a prior uncertainty of 637 pcm (1σ) on the JHR reactivity for U3Si2Al fuel enriched to 19.75% in 235U. The interpretation of the oscillations of the VALMONT program allowed the experimental validation of the JEFF-3.1.1 nuclear data concerning the JHR fuel and highlights the good agreement of their uncertainties. Thus, the interpretation of the reactivity of the AMMON/Reference core was done with the JEFF-3.1.1 evaluation (and Monte-Carlo code TRIPOLI4) and shows a bias of + 376 pcm. A fine study of the technological uncertainties leads to a value of 334 pcm (1σ) on the reactivity and the propagation of the nuclear data uncertainties on the reactivity amounts to 671 pcm (1σ). Transposition and reduction of the bias and prior nuclear data uncertainty were made using the Representativity method which demonstrates the similarity of the AMMON experiment with JHR. The final impact of JEFF-3.1.1 nuclear data on the Begin of Life JHR reactivity calculated by the HORUS3D/N V4.0 (U3Si2Al fuel enriched to 19.75% in 235U) is a bias of +268 pcm with an associated posterior uncertainty of 349 pcm (1σ). (author)
[fr]
Le formulaire de calcul neutronique HORUS3D/N dedie au Reacteur Jules Horowitz (RJH), sert aux etudes de conception et de surete du reacteur. La maitrise de l'ensemble des parametres neutroniques du RJH doit etre assuree pour l'instruction du rapport de surete de l'installation. Ce travail de recherche s'inscrit dans cet objectif et s'attache a la determination, la maitrise et la reduction des incertitudes dues aux donnees nucleaires sur la reactivite du Reacteur Jules Horowitz (RJH). Une demarche rigoureuse et generique a ete mise en place: c'est un ensemble coherent, complet et incremental qui permet l'identification et la quantification de l'ensemble des sources d'incertitudes et qui a abouti a la maitrise du biais et des incertitudes dus aux donnees nucleaires sur la reactivite du cas etudie: le Reacteur Jules Horowitz. Cette methode est basee sur une succession d'etudes: - l'elaboration d'un jeu de matrices de variance-covariance coherentes concernant les donnees nucleaires des isotopes d'interet, - les etudes de sensibilite aux donnees nucleaires de l'experience et de l'application etudiees, - la determination fine des incertitudes technologiques par la mise en oeuvre d'une methode innovante - une etude de transposition estimant le biais et l'incertitude a posteriori dus aux donnees nucleaires sur l'application etudiee. Les differentes etapes s'appuient sur les outils de calcul de reference du CEA (code de calcul Monte-Carlo TRIPOLI4, codes deterministes APOLLO2 et CRONOS2, code d'evaluation CONRAD), l'evaluation de donnees nucleaires JEFF-3.1.1 et des methodes de propagation, marginalisation et de transposition des incertitudes. La propagation des incertitudes sur les donnees nucleaires contenues dans les matrices de variance-covariance conclut a une incertitude a priori de 637 pcm (1σ) sur la reactivite du RJH pour le combustible U3Si2Al enrichi a 19.75% en 235U. L'interpretation des mesures d'oscillation d'echantillons du programme VALMONT dans le reacteur MINERVE a permis la qualification des donnees nucleaires relatives au combustible du RJH de l'evaluation JEFF-3.1.1 et a mis en evidence la coherence de leurs incertitudes. Ainsi, l'interpretation de la reactivite du coeur AMMON/Reference a ete realisee avec l'evaluation JEFF-3.1.1 (et le code de reference TRIPOLI4). Un ecart calcul/experience de +376 pcm est observe. Une etude fine de determination des incertitudes sur la reactivite de la configuration de reference aboutit a 334 pcm (1σ) dues aux incertitudes technologiques et a 671 pcm (1σ) dues aux incertitudes sur les donnees nucleaires. La transposition du biais et des incertitudes de l'experience AMMON/Reference est realisable grace a l'excellente representativite de cette derniere vis-a-vis du RJH. La reduction d'un facteur 2 sur l'incertitude a appliquer sur la reactivite debut de vie du RJH est ainsi obtenue, ce qui equivaut a un gain d'environ deux jours equivalents pleine puissance (1σ) sur la longueur de cycle. Ainsi, le biais et l'incertitude associee a retenir pour un combustible U3Si2Al enrichi a 19.75 % en 235U, et un coeur RJH critique non barre (reflecteur nu) en debut de vie sont de (1σ)Original Title
Determination, maitrise et reduction des biais et incertitudes de la reactivite du Reacteur Jules Horowitz
Primary Subject
Source
25 Sep 2012; 225 p; 90 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the 'INIS contacts' section of the INIS-NKM website for current contact and E-mail addresses: http://www.iaea.org/inis/Contacts/; Mecanique des Fluides, Procedes, Energetique
Record Type
Report
Literature Type
Thesis/Dissertation
Report Number
Country of publication
ACTINIDE NUCLEI, ALPHA DECAY RADIOISOTOPES, COMPUTER CODES, ENRICHED URANIUM REACTORS, EVEN-ODD NUCLEI, EXPERIMENTAL REACTORS, HEAVY NUCLEI, INTERNAL CONVERSION RADIOISOTOPES, IRRADIATION REACTORS, ISOMERIC TRANSITION ISOTOPES, ISOTOPES, MATERIALS TESTING REACTORS, MINUTES LIVING RADIOISOTOPES, NUCLEI, POOL TYPE REACTORS, RADIOISOTOPES, REACTORS, RESEARCH AND TEST REACTORS, SIMULATION, SPONTANEOUS FISSION RADIOISOTOPES, THERMAL REACTORS, URANIUM ISOTOPES, WATER COOLED REACTORS, WATER MODERATED REACTORS, YEARS LIVING RADIOISOTOPES
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