Comparison of sensitivity and uncertainty in Gd and Er containing fuels for VVER-1000 using TSUNAMI-2D Translated title: Vergleich von Sensitivität und Unsicherheit in Gd und Er Brennstoffen für WWER-1000 mit TSUNAMI-2D

Abstract

Computer calculations important for safe operation of nuclear reactors are inherently affected by uncertainties. These originate mostly in numerical method applied, the calculated system model developed by the user, and finally there are fundamental uncertainties in nuclear data. This analysis is aimed at comparison of uncertainties in nuclear data affecting model of VVER-1000 fuel assembly containing either gadolinium or erbium as a burnable absorber using TSUNAMI-2D. This tool for quantitative determination of nuclear data uncertainties is being developed in Oak Ridge National Laboratory (USA). This tool works with 1D and 2D deterministic calculations and 3D Monte-Carlo calculations and processes the results. Output of the calculation is a complete characterization of the solved system with an overall uncertainty of multiplication factor determination. Furthermore, different system responses can be defined (e.g. pin power peaking) and their sensitivity to nuclear data in dependence on neutron energy is determined.

Kurzfassung

Berechnungen mit Programmen sind von Natur aus mit Unsicherheiten behaftet. Diese resultieren im wesentlichen aus den angewendeten numerischen Verfahren, den vom Anwender ausgewählten Berechnungsmodelloptionen und den in den Unsicherheiten der zugrundeliegenden Kerndaten. In diesem Beitrag wird das Programm TSUNAMI-2D genutzt, um den Einfluss der Unsicherheiten der Kerndaten für ein WWER-1000-Brennelementmodell aufzuzeigen. Dabei wird als brennbares Absorbermaterial einmal Gadolinium und einmal Erbium berücksichtigt. TSUNAMI-2D wurde am Oak Rdge National Laboratory in den USA entwickelt und verwendet deterministische 1D- und 2D- sowie 3D-Monte-Carlo-Berechnungen. Als Ergebnis der Berechnungen wird eine vollständige Charakterisierung des Lösungssystems mit der Bestimmung der allgemeinen Unsicherheit der Mulitplikationsfaktoren bestimmt. Darüber hinaus können verschiedene Reaktionen des Systems definiert werden und deren Einfluss auf die Kerndaten in Abhängigkeit von der Neutronenenergie bestimmt werden.