Sauvatehon laskentamoduli TRAB-3D-nodaaliohjelmaan

Energiantuotantoon käytettävien ydinreaktorien staattisissa ja dynaamisissa analyyseissä käytettävät ns. nodaalimenetelmät perustuvat reaktorisydämen käsittelemiseen homogeenisina, kooltaan polttoainenipun läpimitan suuruusluokkaa olevina alueina eli noodeina. Noodeille määritetään kaksiryhmäiset vaikutusalat ja diffuusiovakiot niin, että homogenisoidulla geometrialla tehtävät, diffuusioteoriaan perustuvat koko reaktorin laskut tuottavat kussakin noodissa oikeat keskimääräiset reaktionopeudet. Sauvatehon laskennalla pyritään palauttamaan nodaalilaskun tuloksiin homogeenisten kaksiryhmäparametrien määrittämisen yhteydessä menetetty tieto polttoainenippujen heterogeenisesta geometriasta. Näin saadaan arvioitua yksittäisten polttoainesauvojen tehoa reaktorin normaalikäytön ja erilaisten transienttien aikana. Tieto yksittäisten polttoainesauvojen tehosta on hyödyksi esimerkiksi määritettäessä polttoaineen turvallisia käyttörajoja, koska monet turvallisuuden kannalta merkittävät suureet (DNB-marginaali, polttoainepelletin maksimilämpötila jne.) vaikuttavat käytännössä sauvatasolla: tarkempi tieto turvallisuuden kannalta kriittisistä suureista voi antaa lisää mahdollisuuksia lataussuunnitteluun ja reaktorin polttoainetalouden parantamiseen turvallisuudesta tinkimättä. Tässä työssä suunnitellaan ja toteutetaan sauvatehon laskentamoduli VTT Energiassa kehitettyyn TRAB-3D-nodaaliohjelmaan. Työssä johdetaan yhtälöt homogeenisen tehojakauman interpoloimiseksi TRAB-3D:stä saatavan datan avulla ja esitetään menetelmä yksittäisten nippujen heterogeenisten tehojakautumien laskemiseksi CASMO-4- nippupalamaohjelmalla. Menetelmän käytännön toteutus tehdään kirjoittamalla C++-kielinen tietokoneohjelma, jota testataan laskemalla yksinkertainen esimerkkitapaus ja vertaamalla saatuja sauvatehoja tarkan transport-laskun tuloksiin. Työn lopussa tehdään ehdotuksia sauvatehon laskentamodulin jatkokehityksen pohjaksi