Modélisation de la pile ZOE par simulation Monte-Carlo

Neutronique et physique des réacteurs Modélisation de la pile ZOE par simulation Monte-Carlo H/F Au cours de la dernière décennie, on a assisté à un intérêt croissant pour l’application de la simulation Monte-Carlo aux problèmes de physique des réacteurs à l’échelle de l’ensemble du cœur, couvrant les configurations stationnaires, l’évolution du combustible et la cinétique, et incluant le plus souvent les boucles de rétroaction thermo-hydrauliques et thermomécaniques. Dans ce contexte, le CEA et l’ASNR ont uni leurs forces pour développer TRIPOLI-5®, le code Monte-Carlo de nouvelle génération destiné aux applications de transport de rayonnement, doté de capacités HPC natives. La pile ZOE (pour Zéro-puissance, Oxyde, Eau lourde) fut le premier réacteur français, dont la divergence le 15 décembre 1948 fut le point culminant d’une époque héroïque pour les équipes du CEA, né officiellement trois ans auparavant. Dans sa conception initiale, ZOE exploitait de l’uranium sous la forme d’oxyde, avec un modérateur d’eau lourde et un réflecteur de graphite. Quatre-vingts ans plus tard, nous nous proposons de célébrer cette réalisation technologique historique en construisant un « jumeau numérique » à haute fidélité de ZOE grâce au code Monte-Carlo TRIPOLI-5. L’étudiant réalisera un modèle numérique décrivant le plus fidèlement possible la géométrie et les compositions matérielle de la pile ZOE, à l’aide de la documentation historique (plans du réacteur, schémas et rapports). Ensuite, une série de simulations obtenues à partir du modèle numérique du réacteur permettront de comparer les résultats des simulations neutroniques modernes aux points de mesure expérimentaux de l’époque : réactivité du cœur en fonction du niveau d’eau lourde dans le réacteur, poids des barres de contrôle, etc. Si le temps le permet, il sera intéressant de comparer les caractéristiques neutroniques de ZOE par rapport à d’autres piles construites au Canada et au Royaume Uni à la même époque sur la base de technologies similaires. Ce travail contribuera à alimenter la base de cas-test du dossier de validation du code TRIPOLI-5. Simulation Monte-Carlo Goût prononcé pour la simulation numérique et la phsyque des réacteurs