Etudes de la convergence d'un calcul Monte Carlo de criticité (utilisation d'un calcul déterministe et détection automatisée du transitoire)

Les calculs Monte Carlo en neutronique-criticité permettent d'estimer le coefficient de multiplication effectif ainsi que des grandeurs locales comme le flux ou les taux de réaction. Certaines configurations présentant de faibles couplages neutroniques (modélisation de cœurs complets, prise en compte de profils d'irradiations, ...) peuvent conduire à de mauvaises estimations du kef f ou des flux locaux. L'objet de cette thèse est de contribuer à rendre plus robuste l'algorithme Monte Carlo utilisé et améliorer la détection de la convergence. L'amélioration du calcul envisagée passe par l'utilisation, lors du calcul Monte Carlo, d'un flux adjoint obtenu par un pré-calcul détermi- niste réalisé en amont. Ce flux adjoint est ensuite utilisé pour déterminer le positionnement de la première génération, modifier la sélection des sites de naissance, et modifier la marche aléatoire par des stratégies de splitting et de roulette russe. Une méthode de détection automatique du transitoire a été développée. Elle repose sur la modélisation des séries de sortie par un processus auto régressif d'ordre 1 et un test statistique dont la variable de décision est la moyenne du pont de Student. Cette méthode a été appli- quée au kef f et à l'entropie de Shannon. Elle est suffisamment générale pour être utilisée sur n'importe quelle série issue d'un calcul Monte Carlo itératif. Les méthodes développées dans cette thèse ont été testées sur plusieurs cas simplifiés présentant des difficultés de convergence neutroniques.Monte Carlo criticality calculation allows to estimate the effective mu- tiplication factor as well as local quantities such as local reaction rates. Some configurations presenting weak neutronic coupling (high burn up pro- file, complete reactor core, ...) may induce biased estimations for kef f or reaction rates. In order to improve robustness of the iterative Monte Carlo méthods, a coupling with a deterministic code was studied. An adjoint flux is obtained by a deterministic calculation and then used in the Monte Carlo. The initial guess is then automated, the sampling of fission sites is modi- fied and the random walk of neutrons is modified using splitting and russian roulette strategies. An automated convergence detection method has been developped. It locates and suppresses the transient due to the initialization in an output series, applied here to kef f and Shannon entropy. It relies on modeling stationary series by an order 1 auto regressive process and applying statistical tests based on a Student Bridge statistics. This method can easily be extended to every output of an iterative Monte Carlo. Methods developed in this thesis are tested on different test cases.SAVOIE-SCD - Bib.électronique (730659901) / SudocGRENOBLE1/INP-Bib.électronique (384210012) / SudocGRENOBLE2/3-Bib.électronique (384219901) / SudocSudocFranceF

Les nouveaux concepts de réacteurs nucléaires

Les recherches sur des nouveaux types de réacteurs nucléaires pouvant succéder aux réacteurs actuels sont des travaux de longue haleine. De nombreux nouveaux concepts sont à l’étude mais, depuis 2000, un forum international incite la recherche à se concentrer sur quelques systèmes prometteurs vis-à-vis des nouveaux critères que devraient remplir des réacteurs de 4e génération. En France, les systèmes étudiés dans ce cadre sont les réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium et les réacteurs à sels fondus. Les réacteurs pilotés par accélérateur, s’inscrivant dans une stratégie d’incinération de déchets dans des systèmes dédiés, font également l’objet d’études depuis vingt ans

10. De nouveaux réacteurs pour l’incinération des déchets nucléaires

Depuis le début des années 1990, le concept de réacteur nucléaire sous-critique piloté par accélérateur (ADS) a refait surface. Il s’agit de réacteurs au sein desquels la réaction en chaîne n’est pas auto-entretenue : ils nécessitent donc pour fonctionner d’être couplés à une source externe de neutrons qui peut être fournie par un accélérateur de particules. Lorsque ces systèmes sont conçus pour avoir un spectre de neutrons rapides, ils favorisent la transmutation de certains déchets nucléair..

COP climat, quelles options énergétiques ? : le cas du nucléaire (le point de vue d'un observateur)

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COP climat, quelles options énergétiques ? : le cas du nucléaire (le point de vue d'un observateur)

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Experimental and computational comparative study of electron emission of thin carbon foils traversed by MeV protons and hydrogen atoms in frozen charge states

The secondary electron emission has been measured for 2 MeV H+ and for H0 projectiles passing through very thin carbon foils without charge changing. We have studied the statistics of the emission from both entrance and emergence surfaces. Simultaneously, Monte Carlo calculations have been performed for similar experimental conditions (500 keV < E < 2 MeV). Both experimental and theoretical distributions can be fitted adequately by Pólya distributions. The measured and calculated differences of the yields and of the distribution widths between the H+ and "transmitted" H0 cases are interpreted in terms of screening effects on the large impact parameter collisions with target electrons. © 1998 Elsevier Science B.V.SCOPUS: ar.jinfo:eu-repo/semantics/publishe

Theoretical and experimental study of the correlation between forward and backward electron emissions induced by H0 or H+ projectiles incident on carbon foils

The emission statistics of secondary electrons emitted from solid targets under ion impact has been recently the object of much interest from a theoretical as well as experimental point of view since it provides very useful information about the electron excitation process in the solid. In the case of very thin targets, it is possible to measure simultaneously the number of electrons emitted from both sides of the target and the exit charge state of the projectile. The resulting two variable (number of electrons emitted in the backward and in the forward directions) statistical distribution shows in some cases a clear correlation between the numbers of electrons emitted from both sides of the target. This correlation between backward and forward emission has been studied from Monte Carlo simulations and from experiments for H0 and H+ projectiles incident on thin carbon foils in the MeV energy range. It is shown that the charge exchange processes of the incident projectiles in the target play an important role in the interpretation of the backward-forward correlation of the secondary electron emission.SCOPUS: ar.jinfo:eu-repo/semantics/publishe

Target-thickness-dependent electron emission from carbon foils bombarded with swift highly charged heavy ions

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Monte Carlo MSM correction factors for control rod worth estimates in subcritical and near-critical fast neutron reactors

The GUINEVERE project was launched in 2006, within the 6th Euratom Framework Program IP-EUROTRANS, in order to study the feasibility of transmutation in Accelerator Driven subcritical Systems (ADS). This zero-power facility hosted at the SCK·CEN site in Mol (Belgium) couples the fast subcritical lead reactor VENUS-F with an external neutron source provided by interaction of deuterons delivered by the GENEPI-3C accelerator and a tritiated target located at the reactor core center. In order to test on-line subcriticality monitoring techniques, the reactivity of all the VENUS-F configurations used must be known beforehand to serve as benchmark values. That is why the Modified Source Multiplication Method (MSM) is under consideration to estimate the reactivity worth of the control rods when the reactor is largely subcritical as well as near-critical. The MSM method appears to be a technique well adapted to measure control rod worth over a large range of subcriticality levels. The MSM factors which are required to account for spatial effects in the reactor can be successfully calculated using a Monte Carlo neutron transport code

L'énergie à découvert

L'énergie est devenue une question vitale pour les sociétés, le citoyen, l'humanité tout entière. Sujet scientifique, économique, politique et écologique majeur, elle suscite des débats, parfois violents, sur les choix à faire aujourd'hui et leurs conséquences pour l'avenir des hommes et de la planète. Mais, alors que se tient le grand débat national sur la transition énergétique, comment se forger une opinion objective sans connaître les données scientifiques les plus complètes sur les potentiels et les limites de chaque source d'énergie ? Ce livre les met enfin à la disposition du public. L'énergie, qu'est-ce que c'est ? Quelles sont les grandes lois physiques qui la gouvernent ? Comment la produire, la transporter, la stocker ? Le solaire, la biomasse, l'éolien, l'hydraulique sont-ils des solutions alternatives suffisantes ? Et quelle part leur réserver à l'avenir ? Les nombreux articles de ce livre (près de 130) proposent au citoyen des outils pour se faire une opinion face à ces questions. Physiciens, chimistes, biologistes, géophysiciens, environnementalistes, géographes, économistes, y précisent, chiffres et schémas à l'appui, la place respective des énergies fossiles, du nucléaire et des énergies renouvelables. Au-delà, ils expliquent quelles sont les perspectives offertes par la science sur le mix énergétique, le problème du stockage, l'amélioration de nos usages de l'énergie, ses impacts environnementaux et sanitaires