ANÁLISE DE SISTEMA DE DETECÇÃO DE ANTINEUTRINOS DE REATORES NUCLEARES

Apresentação em tema: "ANÁLISE DE SISTEMA DE DETECÇÃO DE ANTINEUTRINOS DE REATORES NUCLEARES"— Transcrição da apresentação:

1 ANÁLISE DE SISTEMA DE DETECÇÃO DE ANTINEUTRINOS DE REATORES NUCLEARES
Aluno: Marcelo Jorge Nascimento Souza Orientadores: Ronaldo Glicério Cabral – Ph.D. João Carlos Costa dos Anjos – D.C.

2 SUMÁRIO INTRODUÇÃO PRINCÍPIOS FÍSICOS DA DETECÇÃO DE ANTINEUTRINOS MODELO TEÓRICO DO REATOR A DOIS GRUPOS DE ENERGIA DEPLEÇÃO DE URÂNIO: 238U E 235U DESENVOLVIMENTO DO PROGRAMA DETECTION 6. RESULTADOS 7. CONCLUSÕES E SUGESTÕES

3 1. INTRODUÇÃO “Espião Atômico” Brasileiro – Detector de Antineutrinos
Não proliferação nuclear - Rovno (Rússia) - San Onofre (EUA) - Double Chooz (França)

4 2. PRINCÍPIOS FÍSICOS DA DETECÇÃO DE ANTINEUTRINOS
Taxa de interação de antineutrino com próton por unidade de volume: Taxa total de interações no volume detector: Onde

5 2. PRINCÍPIOS FÍSICOS DA DETECÇÃO DE ANTINEUTRINOS
Com a condição: Tem-se: Onde Fator geométrico Como calcular α25,α28, α41 e α49?

6 3. MODELO TEÓRICO DO REATOR A DOIS GRUPOS DE ENERGIA
3.1 – Definição do reator nuclear Reator PWR esférico ‘pelado’ de raio R Massa de urânio e água Enriquecimento de 235U Potência térmica

7 3. MODELO TEÓRICO DO REATOR A DOIS GRUPOS DE ENERGIA
3.2 - Equações de Balanço de Nêutrons a dois grupos de energia Onde

8 3. MODELO TEÓRICO DO REATOR A DOIS GRUPOS DE ENERGIA
Condições de contorno: Onde

9 3. MODELO TEÓRICO DO REATOR A DOIS GRUPOS DE ENERGIA
Cálculo das taxas de fissão de cada isótopo envolvido no processo Somando as contribuições de cada elemento. Tem-se:

10 3. MODELO TEÓRICO DO REATOR A DOIS GRUPOS DE ENERGIA
Logo, defini-se:

11 4. DEPLEÇÃO DE URÂNIO: 238U e 235U
4.1- Ciclo Térmico do 238U irradiado fissão (n,γ) (n,γ) 238U 239U 240U β _ β _ 23min 14h 239Np (n,γ) 240Np β _ β _ 7min 1h 56 h fissão fissão (n,γ) (n,γ) (n,γ) (n,γ) 239Pu 240Pu 241Pu 242Pu 243Pu β _ β _ 13,2a 4,98h 241Am 243Am

12 4. DEPLEÇÃO DE URÂNIO: 238U e 235U
4.2 – Equações de Depleção a dois grupos de energia

13 4. DEPLEÇÃO DE URÂNIO: 238U e 235U
Onde

14 <Φ1>, <Φ2>, αjk, keff
5. DESENVOLVIMENTO DO PROGRAMA DETECTION Dados de entrada Sub-rotina Core n025, n028, n0ag, R Sub-rotina Reator <Φ1>, <Φ2>, αjk, keff Sub-rotina Deple n25,n28, n29, n39, n40, n41, n42,n49 INÍCIO FIM

15 6. RESULTADOS Caso 1: PWR (W)
Massa de Urânio= kg Enriquecimento= 2,4% Potência= 3411MWt Volume ativo do núcleo= litros Raio = 198,56cm Tempo (mês) 6 12 18 α25 .95886E+00 .87737E+00 .77328E+00 .62839E+00 α28 .41143E−01 .44087E−01 48696E−01 .56146E−01 α41 .35977E−03 .36558E−02 .15793E−01 α49 .78179E−01 .17437E+00 .29968E+00

16 6. RESULTADOS Caso 1: PWR (W)
Massa de Urânio= kg Enriquecimento= 2,4% Potência= 3411MWt Volume ativo do núcleo= litros Raio = 198,56cm Tempo (mês) 6 12 18 Ф1(r) .37232E+14 .39968E+14 .44245E+14 .51160E+14 Ф2(r) .35060E+14 .44237E+14 .58460E+14 .81110E+14

17 6. RESULTADOS Caso 2: PWR (W&B)
Massa de Urânio= kg Enriquecimento= 2,91% Potência= 3600MWt Volume ativo do núcleo= litros Raio= 207,81cm Tempo (mês) 6 12 18 α25 .96292E+00 .89675E+00 .81230E+00 .69498E+00 α28 .37075E−01 .39403E−01 .42970E−01 .48693E−01 α41 .23948E−03 .24402E−02 .10649E−01 α49 .63606E−01 .14229E+00 .24568E+00

18 6. RESULTADOS Caso 2: PWR (W&B)
Massa de Urânio= kg Enriquecimento= 2,91% Potência= 3600MWt Volume ativo do núcleo= litros Raio= 207,81cm Tempo (mês) 6 12 18 Ф1(r) .33763E+14 .35941E+14 .39272E+14 .44614E+14 Ф2(r) .31556E+14 .39243E+14 .50920E+14 .69428E+14

19 6. RESULTADOS Caso 3: PWR (CE)
Massa de Urânio= kg Enriquecimento= 2,4% Potência= 3800MWt Volume ativo do núcleo= litros Raio= 212,14 cm Tempo (mês) 6 12 18 α25 .96025E+00 .86751E+00 .74990E+00 .58812E+00 α28 .39752E−01 .42945E−01 .47974E−01 .56027E−01 α41 .45689E−03 .46027E−02 .19558E−01 α49 .89083E−01 .19753E+00 .33630E+00

20 6. RESULTADOS Caso 3: PWR (CE)
Massa de Urânio= kg Enriquecimento= 2,4% Potência= 3800MWt Volume ativo do núcleo= litros Raio= 212,14 cm Tempo (mês) 6 12 18 Ф1(r) .35025E+14 .37910E+14 .42447E+14 .49722E+14 Ф2(r) .47119E+14 .62694E+14 .87250E+14

21 7. CONCLUSÕES E SUGESTÕES
A concepção e metodologia apresentaram resultados satisfatórios; Os coeficientes de fissão dependem do tempo; Os números de núcleos por unidade de volume dos isótopos de Urânio e Plutônio apresentam, ao longo do tempo, o comportamento esperado teoricamente; Há contribuição desprezível de α: 239U, 239Np, 240Pu e 242Pu Quanto menor o intervalo de tempo considerado nas medidas mais precisas elas serão.

22 7. CONCLUSÕES E SUGESTÕES
Reator térmico PWR com as mesmas características geométricas desta dissertação, considerando três e quatro grupos de energia; Reator térmico PHWR e BWR com as mesmas características geométricas desta dissertação, considerando dois, três e quatro grupos de energia; Obter-se outras constantes de grupo a partir de outros códigos nucleares:HAMMER, WIMSD4 e SCALE 5; Considerar nas equações do reator um termo que contenha informações sobre os materiais estruturais do núcleo do reator.

23 F I M