Vérification et validation du transport des photons pour le code Monte-Carlo TRIPOLI-5 H/F

Description de l'unité

Le SERMA (Service d'Études des Réacteurs et de Mathématiques Appliquées) a pour missions de développer des logiciels de simulation, réaliser des études avancées ou pionnières et apporter une expertise en neutronique, domaine qui recouvre essentiellement la physique du cœur des réacteurs nucléaires, la sûreté-criticité et la radioprotection. Il apporte son soutien aux grands acteurs du nucléaire en France pour la réalisation de développement de codes et d'études liées la physique des réacteurs.

Sujet de stage

Au cours de la dernière décennie, on a assisté à un essor rapide de l’intérêt pour l’application de la simulation de 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 intégrant le plus souvent des 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 de Monte Carlo de nouvelle génération destiné aux applications de transport de rayonnement, doté de capacités HPC natives.

Description de l'offre

Une exigence fondamentale pour tout outil de simulation numérique est de s'assurer que le code est capable de reproduire fidèlement les résultats de référence (lorsqu'ils sont disponibles) et, plus généralement, de fournir des résultats en bon accord avec les données expérimentales et/ou d'autres codes de simulation du même type ou d'autres types. Cette démarche est connue sous le nom de vérification et de validation (V&V). Pour TRIPOLI-5, une campagne approfondie de V&V a récemment été menée sur des problèmes de transport neutronique destinés à des applications en physique des réacteurs : dans le cadre de ce travail, l’étudiant appliquera une approche similaire à la physique des photons, qui est cruciale pour le dépôt d’énergie et le blindage contre les rayonnements liés au fonctionnement des réacteurs.

L’objectif de ce stage est de développer de nouveaux modèles numériques (et/ou d’affiner les modèles existants) pour une série de configurations de réacteurs d’intérêt et de réaliser pour chacune d’elles une série de simulations Monte-Carlo portant sur le transport des photons et le transport couplé neutrons/photons. Les résultats obtenus concernant les flux et les taux de réaction seront comparés à ceux d’autres codes Monte Carlo, tels qu’OpenMC (développé principalement au MIT et au Laboratoire national d’Argonne, aux États-Unis) et MVP (développé à la JAEA, au Japon).

De plus, l’étudiant explorera des configurations simplifiées à milieu infini et à matériau unique afin d’étudier les sections efficaces et les distributions énergie-angle pour des nucléides et des canaux de réaction spécifiques, contribuant ainsi davantage à la vérification du code.

Profil du candidat

Goût prononcé pour la simulation numérique et pour la physique des réacteurs