Advection-diffusion-décroissance des précurseurs de neutrons retardés dans les réacteurs à sels fondus : Approches lignes de courant et Monte-Carlo
Year: 2025
Type: dissertation
Abstract: Ce travail de thèse porte sur le développement d'une méthode numérique originale pour simuler le transport des précurseurs de neutrons retardés (PNRs) dans les réacteurs à sels fondus (RSF), une technologie de réacteur nucléaire de quatrième génération. Dans ces réacteurs, le combustible est liquide (sels fondus) et circule en continu, entraînant avec lui les PNRs. Ce phénomène requiert une mise à jour des outils existants afin de prendre en compte ce déplacement.Le transport des PNRs est gouverné par une équation d'advection-diffusion-réaction (ADR) décrivant leur production, leur décroissance radioactive et leur mouvement par advection et diffusion dans le fluide. Pour la résoudre dans des régimes dominés par l'advection, nous proposons une reformulation de l'équation sous forme intégrale le long des lignes de courant du fluide (méthode des lignes de courant), ce qui revient à adopter une approche lagrangienne inspirée de la méthode aux caractéristiques.Une attention particulière est portée à la construction de ces lignes de courant dans des maillages cartésiens ou tétraédriques, ainsi qu'à l'intégration des effets de diffusion via des schémas itératifs. Cette méthode peut être mise à disposition avec un minimum de modifications dans des outils industriels existants.La méthode a d'abord été testée sur des problèmes 1D simplifiés, permettant une analyse paramétrique des effets de l'advection et de la diffusion sur la réactivité. Elle a ensuite été confrontée à des benchmarks de complexité croissante, du benchmark CNRS à une configuration à écoulement turbulent stationnaire. Enfin, elle a été appliquée à une configuration réaliste : l'Aircraft Reactor Experiment (ARE), premier RSF ayant fonctionné, ce qui a permis de retrouver certains résultats expérimentaux, comme la variation de la réactivité en fonction du débit.Des perspectives d'extension existent, notamment en 3D, pour traiter des écoulements turbulents plus complexes présents dans les RSF.
Author: Caprais, Mathis
Language: English
Subfield: Aerospace Engineering
Field: Engineering
Domain: Physical Sciences
Open Access status: green
OpenAlex ID: W7106478820
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