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Convergence improvement and qualification of a model for fission gas behaviour in nuclear fuel
KTH, Skolan för datavetenskap och kommunikation (CSC), Numerisk analys, NA (stängd 2012-06-30).ORCID-id: 0000-0002-8830-963X
2007 (Engelska)Självständigt arbete på avancerad nivå (masterexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)Alternativ titel
Amélioration de la convergence et qualification d'un modèle de comportement des gaz de fission dans le combustible nucléaire (Franska)
Abstract [en]

During the irradiation in a fuel assembly of a Pressurized Water Reactor (PWR), the thermal diffusion processes are not the only active mechanisms: the effects of irradiation are significant, involving variations of the diffusion coefficients as well as creation and evolution of point defects and cavities in the material.In this document we present the work we have done on MOGADOR, a numerical fission gas behaviour model for nuclear fuel under irradiation in a PWR focusing on the modelling of the behaviour of irradiation defects, fission gases and as-fabricated pores. This work has been accomplished within the frame of a six-month internship, from September 2006 to March 2007 at the LSC laboratory, located at the Cadarache research centre.The first task was to optimize the model and to improve its convergence in a simplified case, which was a necessary condition to go further with the study of a complete case. Then we started to tackle the physical qualification of MOGADOR, that is to say verify the behaviour of some physical quantities and their dependencies to some parameters. We present also a short review of numerical methods commonly used for solving ordinary differential equations.

Abstract [sv]

Under bestrålning i en tryckvattenreaktors bränsleelement är de termiska diffusionsprocesserna inte de enda aktiva mekanismerna: strålningseffekterna är viktiga, och involverar ändringar av diffusionskoefficienterna samt förekomst och evolution av punktdefekter och hålrum i materialet. I det här dokumentet presenterar vi vårt examensarbete om MOGADOR, en numerisk modell för fissionsgasernas beteende i kärnbränslet vid bestrålning i en tryckvattenreaktor, som är speciellt designat för modelleringen av bestrålningsdefekter, fissionsgaser och tillverkningsporer. Arbetet utfördes inom ramen för en sex månader lång praktik på LSC-laboratoriet, som ligger på franska atomenergikommissionens forskningsanläggning i Cadarache.Arbetets första steg handlade om att optimisera modellen och förbättra sin konvergens. Sedan har vi kunnat komma med MOGADOR:s fysiska kvalificering, det vill säga kontrollera det bra beteendet av olika fysiska storheter samt sina beroende på somliga parametrar. Vi presenterar också en kort översikt över numeriska metoder som oftast används för att lösa ordinära differentialekvationer.

Abstract [fr]

Dans de document nous présentons le travail effectué sur MOGADOR (MOdélisation du GAz et des Défauts pour les Oxydes en Réacteur), modèle numérique de comportement des gaz de fission dans le combustible nucléaire sous irradiation dans un Réacteur à Eau sous Pression (REP) destiné à modéliser particulièrement le comportement des défauts d'irradiation, gaz de fission et pores de fabrication. Ce travail a été accompli dans le cadre d'un stage de 6 mois, de Septembre 2006 à Mars 2007, au Laboratoire de Simulation du Combustible localisé sur le site de Cadarache du Commissariat à l'Energie Atomique. La première partie du travail a consisté en une optimisation du modèle et l'amélioration de sa convergence. Ensuite nous avons pu aborder la qualification physique du modèle, c'est-à-dire la vérification du bon comportement de différentes grandeurs physiques ainsi que leur dépendance à certains paramètres. Dans une première partie nous présentons l'environnement de travail, puis nous effectuons une courte revue bibliographique de différentes méthodes numériques couramment utilisées pour la résolution d'équations différentielles ordinaires. Ensuite, nous présentons le modèle MOGADOR et spécifions les objectifs du stage. Nous abordons alors le premier travail effectué: l'amélioration de la convergence dans le cas intragranulaire simple, qui a été accomplie et est présentée en partie 4. Ensuite, nous décrivons les tests effectués dans un cas complet, activant les équations intergranulaires, qui donnèrent lieu à l'apparition de nouvelles difficultés de convergence. Pour cette raison, nous avons décidé de nous concentrer sur la qualification du modèle intragranulaire simplifié, et de conduire une étude de dépendance du modèle à certains paramètres dans l'optique d'une future calibration du code, les difficultés de convergence pouvant éventuellement résulter d'une mauvaise évaluation physique des variables intragranulaires.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
2007. , s. 65
Serie
Trita-CSC-A, ISSN 1653-5723 ; TRITA-CSC-E 2007:060
Nyckelord [en]
modelling, nuclear, fuel, PWR, numerical, solver, convergence, qualification
Nationell ämneskategori
Datavetenskap (datalogi)
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:kth:diva-70052ISRN: KTH/CSC/E--07/060--SEOAI: oai:DiVA.org:kth-70052DiVA, id: diva2:485806
Externt samarbete
Commissariat à l'Energie Atomique, Frankrike
Ämne / kurs
Numerisk analys
Utbildningsprogram
Teknologie masterexamen - Datalogi
Presentation
2007-05-30, E1625, Lindstedtsvägen 5, Stockholm, 10:45 (Engelska)
Uppsök
fysik/kemi/matematik
Handledare
Examinatorer
Tillgänglig från: 2013-12-13 Skapad: 2012-01-30 Senast uppdaterad: 2018-01-12Bibliografiskt granskad

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Övriga länkar

http://www.nada.kth.se/utbildning/grukth/exjobb/rapportlistor/2007/

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Av författaren/redaktören
Dubus, Gaël
Av organisationen
Numerisk analys, NA (stängd 2012-06-30)
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