Sensitivity-uncertainty analyses on ZED-2 reactor criticality calculations with ENDF/B-VII.1 and recently measured 155,157Gd(n,γ) cross sections at n_TOF - CERN

I veleni bruciabili sono una categoria di isotopi impiegata come dispositivo di sicurezza nei moderni reattori nucleari. Gli isotopi dispari del gadolinio 155Gd e 157Gd sono potenti veleni bruciabili, largamente impiegati in reattori di potenza di seconda e terza generazione. Le sezioni d'urto degli isotopi 155,157Gd sono state misurate più volte in passato, ma sembra esserci ulteriore margine di miglioramento. Inoltre, una conoscenza precisa delle sezioni d'urto dei due isotopi è richiesta per ragioni di sicurezza. Nel 2016, in risposta alla necessità di dati migliori, le sezioni d'urto di 155,157Gd sono state misurate presso la struttura n_TOF, CERN. L'obiettivo di questa tesi è calcolare un benchmark scelto, in modo da valutare l'impatto delle nuove sezioni d'urto del gadolinio. Inizialmente, vengono introdotti i metodi computazionali per affrontare il problema di benchmark. Successivamente, il reattore di ricerca canadese ZED-2 viene scelto come caso studio per calcoli di criticità attraverso il codice MCNP6.2, eseguito sui sistemi CRESCO (ENEA). Le simulazioni mostrano che il reattore ZED-2 è sensibile a variazioni delle sezioni d'urto del gadolinio. L'impatto dei dati di sezioni d'urto del gadolinio della libreria ENDF/B-VII.1 è valutato attraverso quattro modelli di benchmark, ognuno con diversa concentrazione di gadolinio. È presente un bias di −0.45±0.07 mk/ppm Gd del valore di reattività al variare della concentrazione di gadolinio, considerando dati dalla libreria ENDF/B-VII.1. I medesimi benchmark sono valutati rispetto ai nuovi dati del gadolinio di n_TOF, mantenendo il resto del problema invariato. In questo caso, è presente un bias minore di 0.19±0.06 mk/ppm Gd. I nuovi dati sembrano correggere parzialmente le discrepanze tra risultati calcolati e sperimentali, nel contesto di benchmark del reattore ZED-2 con codice MCNP