Development of a neutronic calculation scheme in support to innovative reactor configurations for advanced fuel cycle modelling and multi-physics analysis

Nel contesto dell’ottimizzazione del ciclo del combustibile nucleare e della sostenibilità a lungo termine dell’energia nucleare, una grande attenzione `e dedicata alle risorse e alla riduzione dei rifiuti radioattivi. In questo ambito, i reattori veloci sono considerati una delle tecnologie più promettenti. Sin dagli anni ’60, diversi Paesi hanno sviluppato tecnologie per reattori veloci, con la Francia che è stata uno dei principali contributori in termini di ricerca e sviluppo, esperimenti e utilizzazione di reattori veloci (FRs). In questo quadro, il Commissariat à l’Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives (CEA) ha sviluppato diversi codici per la modellazione del comportamento dei FR in condizioni nominali e transitorie. Per quanto riguarda la neutronica, i codici ECCO/ERANOS sono stati ampiamente utilizzati in passato. Recentemente, i codici di nuova generazione, come APOLLO3® , sono stati progressivamente implementati e testati, in particolare per i reattori veloci raffreddati a sodio. Questo lavoro ha l’obiettivo di analizzare lo schema di calcolo neutronico basato sul codice APOLLO3® per un reattore raffreddato a piombo. In particolare, è stato analizzato il reattore raffreddato a piombo ALFRED da 300 MWth, come proposto nel benchmark LFR dell’OECD/NEA. Sono stati esaminati tutti i passaggi necessari per i calcoli con APOLLO3® partendo dalla generazione della geometria tramite lo strumento ALAMOS. Sono stati sviluppati script Python per il pre-processing e post-processing dei dati al fine di automatizzare parte del lavoro. Inoltre, sono state condotte diverse indagini parametriche per esplorare considerazioni sulla sicurezza, analisi multi-fisiche e strategie del ciclo del combustibile. Per consolidare i risultati ottenuti, è stato incluso un passaggio di verifica in ogni fase dello studio, utilizzando il modulo TRIAGE di APOLLO3® per la generazione automatica degli input per TRIPOLI-4®. Inoltre, sono stati effettuati confronti con i risultati ottenuti tramite il codice open-source OpenMC.