Solución numérica de la reactividad en reactores nucleares

• Suescun Diaz, Daniel ^[1] ; Ule Duque, Geraldyne ; Peña Lara, Diego
  1. [1] Universidad Surcolombiana

     Universidad Surcolombiana

     Colombia

     
• Localización: Scientia et Technica, ISSN 0122-1701, Vol. 29, Nº. 4, 2024 (Ejemplar dedicado a: Octubre - Diciembre), págs. 167-172
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Numerical Solution of Reactivity for Nuclear Reactors
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• Resumen
  • español

    La reactividad nuclear y la densidad de la población de neutrones son los parámetros más significativos al momento de cuantificar y describir físicamente el comportamiento de un reactor nuclear. Conocer el valor de la reactividad con suficiente precisión permite realizar el control y la operación segura de un reactor nuclear. Existen varios enfoques y métodos para calcular la reactividad reportados en la literatura. Sin embargo, en este artículo se propone usar la fórmula de Euler-Maclaurin para la solución numérica de la reactividad mediante la ecuación inversa de la cinética puntual que ha sido un modelo clave en el diseño de medidores de reactividad digital. Considerando la aproximación de una integral como una suma, en el desarrollo de la expansión de la integral continua en una versión discreta y tomando en cuenta únicamente los tres primeros números de Bernoulli y una aproximación que reduce las derivadas de mayor orden, es posible deducir un modelo que permite el cálculo de la reactividad nuclear en función de la densidad de la población de neutrones y de las constantes física en reactores térmicos que usan uranio como combustible nuclear.

  • English

    Nuclear reactivity and neutron population density are critical parameters for quantifying and describing the behavior of a nuclear reactor. Accurate knowledge of reactivity is essential for the safe control and operation of a reactor. Various approaches and methods for calculating reactivity are reported in the literature. In this paper, we propose using the Euler-Maclaurin formula to numerically solve reactivity through the inverse point kinetics equation, a key model in the design of digital reactivity meters. By approximating an integral as a sum in the expansion of a continuous integral into a discrete version, and considering only the first three Bernoulli numbers while reducing higher-order derivatives, we derive a model to calculate nuclear reactivity as a function of neutron population density and physical constants in thermal reactors using uranium as nuclear fuel.