Development of a Neutronics–Thermal-Hydraulic Coupling Methodology to Support the Safety Analysis of Ghana Research Reactor-1
Notice bibliographique
Résumé
Computational codes traditionally used to simulate transient conditions in research reactors are often overly conservative, potentially overestimating safety margins. This study addressed these limitations by developing a best-estimate plus uncertainty (BEPU) methodology to improve predictive accuracy in coupled neutronics–thermal-hydraulic safety analyses for research reactors. Using a high-fidelity BEPU simulation framework, the study analyzed a reactivity insertion accident (RIA) for the Ghana Research Reactor-1 (GHARR-1), focusing on the hottest and average coolant channels. This methodology incorporates an axial power profile from MCNP simulations to provide realistic input data for updating the PARET/ANL model under a small reactivity insertion of 3.8 milli-k.The results indicated that reactor power should not exceed 52 kW to preserve fuel cladding integrity. Peak fuel and clad temperatures remained safely below incipient melting thresholds, ensuring robust safety margins. The analysis also showed that the primary coolant temperature reached a maximum of 60°C, well below the boiling point, confirming operational safety.A stochastic uncertainty quantification approach was employed to propagate uncertainties in the input parameters. This analysis yielded a nominal power of 35 kW with a 95% confidence interval of ±0.64 kW, providing a more nuanced understanding of operational variability than the deterministic single-point estimate of 34 kW. By incorporating Monte Carlo sampling, this study enhances predictive accuracy and ensures that safety margins are statistically validated rather than conservatively assumed. This range enhanced confidence in the reactor’s performance under normal operating conditions.Under simulated RIA conditions involving an instantaneous 3.8-milli-k reactivity insertion, the BEPU analysis revealed a sharp power peak of 53 kW, highlighting the reactor’s potential behavior during reactivity excursions. A sensitivity analysis identified reactivity and initial reactor power as the most influential input parameters affecting key outputs, such as power and coolant temperature.This work demonstrated the utility of the BEPU approach in refining safety analyses, moving beyond conservative assumptions to deliver a more accurate and probabilistic understanding of reactor behavior under transient conditions. The study provides critical insights for defining safety thresholds and improving operational protocols in research reactor safety analysis.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».