DER/SPRC 1 Service de Physique des Réacteurs et du Cycle Octobre 2005 Le Service de Physique des Réacteurs et du Cycle.

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1 DER/SPRC 1 Service de Physique des Réacteurs et du Cycle Octobre 2005 Le Service de Physique des Réacteurs et du Cycle

2 DER/SPRC 2 Service de Physique des Réacteurs et du Cycle Octobre 2005 METIER La Physique nucléaire La Neutronique (Cœur – Protections – Cycle) COMPETENCES Les Données Nucléaires Les Développements de méthodes La Qualification des schémas de calcul Les Etudes de systèmes (réacteurs et cycles) Les scénarios électronucléaires RESSOURCES HUMAINES 70 salariés (90% d’ingénieurs, 10 % techniciens et secrétaires) ~ 10 Collaborateurs (Thèses, Post-doc, …) Nombreuses collaborations internationales

3 DER/SPRC 3 Service de Physique des Réacteurs et du Cycle Octobre 2005 THEMES LEPh (Labo d’Etudes de Physique) Données nucléaires Qualification des formulaires: APOLLO, ERANOS Simulation: (DESCARTES, couplages) LEDC (Labo d’Etudes et de Développement des Cœurs) Soutien PHENIX Transmutation Loi 91 Conception réacteurs : HTR, GFR, SFR, Innovation REP LECy (Labo d’Etudes du Cycle) Qualification des formulaires cycle: DARWIN, CRISTAL Etudes des cycles (Cogema, PHENIX) Scénarios éléctronucléaires: Dév. COSI, Etudes LPN (Labo de Projets Nucléaires) Dév. et qualification formulaire PN: NARVAL Dév. et qualification formulaire RJH: HORUS, OSIRIS : ANUBIS Soutien réacteurs expérimentaux : PHEBUS, CABRI, OSIRIS, RJH

4 DER/SPRC 4 Service de Physique des Réacteurs et du Cycle Octobre 2005 LEPH Le Laboratoire d’Etudes de PHysique Élaborer et Qualifier des données, méthodes et logiciels de calcul de neutronique pour les besoins de la physique des réacteurs nucléaires MISSION DOMAINES Physique Nucléaire Physique Neutronique Physique des Réacteurs Mathématiques Appliquées EFFECTIFS 18 Ingénieurs physiciens 5 Thésards et 2 Post-Doctorants Fission Sections efficaces Radio-décroissance Activation REL RNR Hybride Données Nucléaires Interprétation d’expériences Simulation

5 DER/SPRC 5 Service de Physique des Réacteurs et du Cycle Octobre 2005 Main Goal of the Lab : Nuclear Data Validation Differential Measurements Needs JEFF File Application libraries Trends/Priorities Calculation-vs.-experiment comparisons Validation Modelling & Evaluation Tests & Compilation Integral measurements S ensitivity analyses Processing Users Statistical Adjustment

6 DER/SPRC 6 Service de Physique des Réacteurs et du Cycle Octobre 2005 Analyse du Problème Proposition de programme de Qualif. Manips existantes Propositions Manips intégrales Développement des schémas de référence : modélisation détermination des biais modèles détermination des incertitudes Interprétations d’expériences Retour sur les insuffisances : D.N. Modèles, systèmes de codes, … Pôle Validation et Qualification Analyse du Besoin Proposition de programmes Manips existantes Propositions Manips différentielles Évaluations Traitement et validation Pôle Données Nucléaires de Base Modèles physiques Méthodes numériques Schémas de calcul Outils d’analyse Pôle Méthode Thématique Incertitudes et Sensibilités 3 Pôles pour 1 mission Notre mission Validation et qualification des outils CEA pour les concepts actuels et futurs de réacteurs

7 DER/SPRC 7 Service de Physique des Réacteurs et du Cycle Octobre 2005 APOLLO, ERANOS TRIPOLI Power Reactor Feedback Differential Measurements Simulation Tools Integral experiments MASURCA EOLE MINERVE ICSBEEP Nuclear Data Evaluation Experiments Analysis LEPH Validated Nuclear Libraries Associated to Calculations Routes COLLABORATIONS Numerical simulation SPRCLEPH@CEA.FR Model improvements

8 DER/SPRC 8 Service de Physique des Réacteurs et du Cycle Octobre 2005 Stage 1 : Qualification Réflecteur ACIER :Expérience PERLE

9 DER/SPRC 9 Service de Physique des Réacteurs et du Cycle Octobre 2005 Stage 2 : Echauffement du réflecteur : Modélisation du RJH Chouca isolé Assemblage standard Chouca groupé Réflecteur Casier

10 DER/SPRC 10 Service de Physique des Réacteurs et du Cycle Octobre 2005 Évaluation des données nucléaires de base : Stage 2 : Analyse des expérience dans PERENE (Tc99) Stage 3 : Analyse du Na23 impact est retour sur les données Mise au point de schéma et validation : Stage 4 : Validation des calculs d’évolutions Qualification : Stage 5 : Expériences vidange sodium RNR sur MASURCA Stage 6 : Expérience de puissance résiduelle sur PHENIX Développement de modèles et d’outils: Stage 7 : Modèles de sections efficaces par ondelettes

11 DER/SPRC 11 Service de Physique des Réacteurs et du Cycle Octobre 2005 Évaluation des données nucléaires de base  Spécification de mesures  Développement de modèles et d’outils  Mise en forme  Validation en mai 2005 > Livraison de JEFF 3.1 validée 1. Données Nucléaires

12 DER/SPRC 12 Service de Physique des Réacteurs et du Cycle Octobre 2005 NUCLEAR DATA EVALUATION Exemple: Modèle de la réaction 103 Rh(n,  ) REFIT : simultaneous Resonance Shape Analysis of capture and transmission data measured at GELINA (Moxon et al.) FITACS (SAMMY) TALYS New evaluation Capture resonance integral I o =968.2 b (- 6 %) Thermal capture cross section  th = 142.7 b (- 2 %) Reactivity worth measurements Oscillation of FP in the Minerve reactor (CEA/DEN, Cadarache) C/E discrepancies Epithermal energy range + 4.4  1.2 % Thermal energy range + 3.8  1.1 %

13 DER/SPRC 13 Service de Physique des Réacteurs et du Cycle Octobre 2005  ERANOS (RNR Na, gaz, …)  CESAR (Évolution combustibles)  COSI (Scénarios)  STRATIX (Stratégie)  DESCARTES (Future plate-forme neutronique) 2. Développement de codes et bibliothèques d’application

14 DER/SPRC 14 Service de Physique des Réacteurs et du Cycle Octobre 2005 He Dessin d’assemblage innovant. Non représentable actuellement avec ECCO  développement en cours Modélisation basée sur la méthode de Roth / double step d’approximation des P ij en cas de juxtaposition / emboîtement de géométries Développement à valider (comparaison déterministe / Monte-Carlo à données nucléaires identiques) Exemple : ERANOS RCG

15 DER/SPRC 15 Service de Physique des Réacteurs et du Cycle Octobre 2005  Réacteurs actuels : REP, REB, OSIRIS, CABRI, PN, PHENIX  APOLLO 2, NARVAL, CARNAVAL, ANUBIS, ERANOS, TRIPOLI 4  Réacteurs en projet et futurs : RJH, RES, EPR, SFR, GFR  HORUS, APOLLO 2, NARVAL R, ERANOS, TRIPOLI 4 DESCARTES  Installations du cycle du combustible et déchets  CRISTAL  DARWIN / CESAR  CIRACUSE (CBU) 3. Mise au point et qualification de schémas de calcul

16 DER/SPRC 16 Service de Physique des Réacteurs et du Cycle Octobre 2005 Exemple : Modélisation avec APOLLO2 Cœur RJH Chouca isolé Assemblage standard Chouca groupé Réflecteur Casier

17 DER/SPRC 17 Service de Physique des Réacteurs et du Cycle Octobre 2005  Conception cœur et physique du cycle Gen III/IV cœurs et cycles Loi 91 Transmutation  Réacteurs électrogènes  ADS PN et réacteurs expérimentaux (CABRI) Usines du cycle (MELOX, La Hague) et déchets.  Scénarios Transitions Gen II  Gen III/IV Loi 91 Transmutation 4. Études

18 DER/SPRC 18 Service de Physique des Réacteurs et du Cycle Octobre 2005 UO 2 rods Assemblage CORAIL Assemblage UOX, 24 cibles Am Exemple : Assemblages REP