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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.85.2014.tde-01122014-140436
Documento
Autor
Nome completo
Rafael Turrini Purgato
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2014
Orientador
Banca examinadora
Bitelli, Ulysses D'Utra (Presidente)
Gonçalez, Odair Lelis
Madi Filho, Tufic
Título em português
Medida do buckling e da probabilidade de fuga de nêutrons do núcleo do reator IPEN/MB-01
Palavras-chave em português
curvatura do fluxo de nêutrons
fluxo de nêutrons
fuga de nêutrons
núcleo do reator
probabilidade de fuga de nêutrons
Resumo em português
Um dos parâmetros fundamentais da física de reatores é a curvatura do fluxo de nêutrons (Buckling) do núcleo do reator. Ele está relacionado com outros parâmetros importantes, tais como as taxas de reação, potencia de operação, queima de combustível, entre outros. Num reator crítico, o Buckling depende das características geométricas e de material do núcleo do reator. Este trabalho apresenta os resultados do Buckling experimental para o reator nuclear IPEN/MB-01 em sua configuração cilíndrica com 28 barras de combustível ao longo de seu diâmetro. O IPEN/MB-01 é um reator de potência zero projetado para operar em uma potência máxima nominal de 100 watts. É uma instalação nuclear versátil que permite a simulação de todas as características de um grande reator nuclear e ideal para este tipo de medição. Foi realizado um mapeamento do fluxo de nêutrons no interior do reator e, assim, determinado o Buckling total da configuração cilíndrica. O reator foi operado durante uma hora para cada experimento. Em seguida, a taxa de reação nuclear das varetas de combustível foram medidas por espectrometria gama em um detector de germânio hiper-puro (HPGe) que escaneou as varetas axial e radialmente. Foram analisados os fótons gama do 239Np ( 276,6 keV ), gerado a partir da captura de nêutrons epitérmicos e rápidos, e do 143Ce ( 293,3 keV ), gerado por fissão em ambos 238U e 235U, respectivamente. Foram analisadas as direções axial e radial. Outras medições foram realizadas com fios e folhas de ouro nas direções radial e axial do núcleo do reator. O Buckling total obtido a partir da média ponderada dos três métodos medidos é de 96,55 ± 7,47 m-2. Os objetivo dos valores experimentais obtidos é obter um conjunto de dados experimentais que permitam uma comparação direta com valores calculados pelos códigos de Física de Reatores CITATION e MCNP.
Título em inglês
Determination of buckling and probability of leakage of neutron in the IPEN/MB-01 reactor in cylindrical configuration
Palavras-chave em inglês
buckling
nêutron flux
neutron leakage
probability no leakage
reactor core
Resumo em inglês
One of the key parameters in reactor physics is the Buckling of a reactor core. It is related to important parameters such as reaction rates, nuclear power operation, fuel burning, among others. In a critical reactor, the Buckling depends on the geometric and material characteristics of the reactor core. This work presents the results of experimental Buckling in the reactor IPEN/MB-01 nuclear reactor in its cylindrical configuration with 28 fuel rods along its diameter. The IPEN/MB-01 is a zero power reactor designed to operate at a maximum power of 100 watts, it is a versatile nuclear facility which allows the simulation of all the characteristics of a large nuclear power reactor and ideal for this type of measurement. We conducted a mapping of neutron flux inside the reactor and thereby determined the total Buckling of the cylindrical configuration. The reactor was operated for one hour. Then, the activity of the fuel rods was measured by gamma spectrometry on a rod scanner HPGe detector. We analyzed the gamma photons of the 239Np (276,6 keV) for neutron capture (n,γ) and the 143Ce (293,3 keV) for fission (n,f) on both 238U and 235U, respectively. We analyzed the axial and radial directions. Other measurements were performed using wires and gold foils in the radial and axial directions of the reactor core. The Buckling Total obtained from the three methods by weighted mean is 96,55 ± 7,47 m-2. The goal is to obtain experimental values of a set of experimental data to allow one direct comparison with values calculated by the codes used in reactor physics CITATION and MCNP.
 
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2014PurgatoMedida.pdf (3.81 Mbytes)
Data de Publicação
2014-12-22
 
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