Estratégias de gerenciamento de reatividade para um reator nuclear de água pressurizada integral

Resumo

Nos últimos 15 anos, tem havido um crescente interesse nos reatores nucleares modulares pequenos (SMR) e suas aplicações. Os SMRs oferecem vários benefícios com destaque para as características de segurança intrínsecas. Reatores SMRs estão sendo desenvolvidos para as principais tecnologias de reatores nucleares, entretanto, por suas características de segurança excepcionais um papel importante será desempenhado pelos chamados reatores modulares de água pressurizada integrais (iPWR). Os iPWR foram propostos para atingir alta resistência à proliferação de armas nucleares e utilizar ciclos de combustível estendidos.  A obtenção de um ciclo com longo comprimento temporal, usando baixo enriquecimento de combustível, sem necessidade de embaralhamento dos elementos combustíveis e com um núcleo de tamanho pequeno é um grande desafio para o projeto neutrônico do núcleo do reator. Neste trabalho, foi desenvolvido um modelo computacional neutrônico para o núcleo de um reator iPWR baseado no código Serpent, que permitiu simular e avaliar o desempenho de diferentes configurações do núcleo. Múltiplas alternativas de absorventes queimáveis integrais em um ciclo de combustível de 48 meses foram estudadas, e o peso da reatividade dos grupos de barras de controle foi estimado. Um ciclo de combustível estendido de mais de 1400 dias é alcançado, e uma penalidade de reatividade mínima foi obtida.