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days ago CEA

Stage MASTER 2 sur le bruit neutronique - Saclay (91) H/F (Neutronique et physique des réacteurs)

  • Stage
  • Saclay (Essonne)
  • IT development

Job description

Domaine : Neutronique et physique des réacteurs

Contrat : Stage

Description du poste :

L’amélioration de la sûreté des réacteurs nucléaires a toujours été un enjeu majeur pour la filière nucléaire mondiale. Les exploitants et les organismes de recherche se doivent d’explorer toutes les pistes tant technologiques que méthodologiques à même d’accroître la sûreté des réacteurs. Parmi ces voies, l’étude du bruit neutronique en est une particulièrement prometteuse, qui répondrait à de nombreuses problématiques comme la détection en temps réel de propriétés dynamiques globales du réacteur ou d’anomalies survenant en cours de fonctionnement.
Le bruit neutronique désigne les fluctuations de la population neutronique induites par des changements déterministes ou stochastiques des sections efficaces macroscopiques lors du fonctionnement à puissance nominale d’un réacteur nucléaire. Ces perturbations peuvent avoir des origines diverses comme une variation de densité du caloporteur ou une vibration d’un élément mécanique (barres de contrôle, assemblages ou crayons combustibles...). Dans les réacteurs de puissance, un éventuel bruit neutronique serait observable par les détecteurs de neutrons placés à l’intérieur et à l’extérieur du cœur. Lorsque ces bruits sont jugés anormaux, tout l’enjeu est de savoir identifier et localiser leurs sources afin de pouvoir mettre en place les mesures de sûreté éventuellement nécessaires au bon fonctionnement de l’installation.
Les équations générales du bruit neutronique sont issues de la linéarisation et de la transformée de Fourier de l’équation de Boltzmann cinétique perturbée autour de l’état d’équilibre du cœur, en suivant l’hypothèse de petites perturbations et en prenant en compte le couplage avec les équations des précurseurs. Ceci a pour résultat une équation à source dans le domaine fréquentiel. Résoudre cette équation complexe (i.e., ayant module et phase) permet de prédire le bruit neutronique (lui-même étant une fonction complexe) pour différents emplacements de détecteurs.
Trois solveurs de bruit neutronique ont récemment été récemment implémentés au SERMA : deux dans le code de transport déterministe multi-filière de nouvelle génération APOLLO3® et un dans le code de transport Monte Carlo TRIPOLI-4®. Les deux objectifs principaux du stage portent sur :
1. Participation à l’analyse de l’expérience vibratoire COLIBRI: cette partie se focalisera sur la modélisation avec les codes TRIPOLI-4® et APOLLO3® de l’expérience COLIBRI réalisée dans le réacteur expérimental CROCUS. Des comparaisons entre codes (voire avec l’expérience) seront réalisées ;
2. Amélioration des solveurs existants : cette partie permettra à l’étudiant(e) de prendre en main les solveurs et de comprendre la problématique de la résolution déterministe et stochastique des équations du bruit neutronique. Les avantages et les défauts (notamment en termes de stabilité numérique et de vitesse de convergence) seront analysés et des améliorations seront si possible proposées, si le temps le permet.


Master 2 ou 3ème année école d'ingénieur : connaissances en physique des réacteurs et en informatique scientifique (environnement Linux, langage Python et/ou C++, LaTeX)

Ville : Saclay