Évaluation des incertitudes sur la fluence à la cuve des REP

par Laura Clouvel

Projet de thèse en Énergie nucléaire

Sous la direction de Jean-Marc Martinez et de Pietro Mosca.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Particules, Hadrons, Énergie, Noyau, Instrumentation, Imagerie, Cosmos et Simulation (Orsay, Essonne ; 2015-....) , en partenariat avec Direction de l'énergie nucléaire-DANS (DEN-DANS) (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 03-10-2016 .


  • Résumé

    Les cuves de réacteurs à eau pressurisée (REP) font l'objet d'un Programme de Surveillance des effets de l'irradiation (PSI). Dans ce cadre, le CEA et EDF ont élaboré la méthodologie de dépouillement de la dosimétrie, qui permet de suivre et d'anticiper le vieillissement de la cuve des REP. Le dépouillement de la dosimétrie consiste à déterminer la fluence reçue par les éprouvettes mécaniques contenues dans les capsules disposées contre l'enveloppe du cœur à partir de l'activité des dosimètres présents dans ces mêmes capsules, des résultats d'un schéma de calcul, avec les incertitudes associées. Le premier objectif de la thèse est d'évaluer d'une façon plus précise l'impact des incertitudes « technologiques » (tolérances de fabrication des internes, gradient périphérique et niveau de puissance, ...) ainsi que des incertitudes associées aux données nucléaires (sections efficaces de transport, spectre de fission, …) sur la fluence. En particulier, il s'agit de calculer les matrices de covariance associées au spectre neutronique des capsules et d'estimer la variabilité de leurs coefficients, et leurs distributions statistiques. Cette analyse est basée sur l'utilisation du solveur SN 3D MINARET du code APOLLO3, et de la plateforme de traitement des incertitudes et d'analyse de sensibilité URANIE. Une des difficultés repose sur la considération des corrélations entre les données incertaines. Pour répondre à cette problématique, une approche basée sur les indices de Shapley, habituellement utilisés en théorie des jeux, est proposée. Le deuxième volet de la thèse concernera une méthode de dépouillement de la dosimétrie alternative à celle actuelle basée sur l'ajustement de spectre et consistant à déduire la valeur de la fluence par combinaison linéaire de plusieurs valeurs d'observations non indépendantes de celle-ci (taux de réaction calculés et mesurés des dosimètres). Les incertitudes des quantités mesurées et des quantités calculées ainsi que celles du spectre neutronique (matrices de covariance du spectre) interviennent dans le poids attribué à chacune des mesures. A l'issue de cette thèse, les matrices de covariance du spectre neutronique aux capsules seront déterminées et une méthodologie permettra de rendre plus précis le schéma de calcul développé au CEA pour déterminer la fluence et l'incertitude associée.

  • Titre traduit

    Uncertainty evaluation on the fluence of the PWR vessel


  • Résumé

    The vessel of the pressurized water reactors (PWR) is under a monitoring program to check the effects of irradiation (PSI). In this context, the CEA project PRFLU aims to develop and validate the methodology of sorting the dosimetry responses. The objective is to determine the fluence, received by the mechanical samples that are placed between the core and the vessel using the activity of the dosimeters close to these samples, the uncertainties of the fluence and its calculation scheme. In this context, this thesis aims to evaluate more accurately the fluence uncertainties taking into account "technological" uncertainties (manufacturing tolerances, gradient and peripheral power level, …) and those related to the nuclear data (transport cross-sections, fission spectrum, ...). In particular, the objective is to calculate the covariance matrices associated to the neutron spectrum in the capsules and to estimate the variability of their coefficients, and their statistical distribution. For this study, the 3D SN solver MINARET of the APOLLO3 code and the uncertainty platform URANIE are used. The sensitivity analysis is carried out using Shapley Indices, which is usually a solution concept in cooperative game theory. A second part of this thesis could concern a new method to replace the current spectrum adjustment of the CEA calculation scheme. The value of the fluence is deduced by linear combination of several nonindependent quantities thereof (calculated and measured reaction rates of the dosimeters). Uncertainties of the measured and calculated quantities as well as of the neutron spectrum (spectrum covariance matrices) are involved in the weight assigned to each of these quantities. At the end of this thesis, the covariance matrices of the neutron spectrum at the capsules and a methodology to evaluate the uncertainties of these matrices would be available. This work will improve the accuracy of the CEA numerical scheme of the fluence.