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30/09/2016 - 31/08/2019

Ciências Exatas e da Terra - Matemática

Neste projeto o tema abordado é o de cinética espacial de nêutrons, que é um modelo utilizado para estimar a distribuição da população de nêutrons em reatores nucleares. Além disso, o projeto se foca na sua específica aplicação em reatores nucleares térmicos de água pressurizada (PWR, do inglês), que não só é o tipo mais comum de reatores nucleares de potência em operação no mundo como é o tipo utilizado nas usinas em Angra dos Reis. O modelo de cinética espacial de nêutrons representa o balanço entre a produção e perda de nêutrons em um meio, em que a forma majoritária de ganho de nêutrons é por fissão nuclear. Este modelo é o mais utilizado para simular a distribuição de nêutrons e geração de potência nos reatores nucleares térmicos das usinas nucleares de potência ao redor do mundo, inclusive nas brasileiras em operação. O problema de cinética espacial é um problema rígido de valores de contorno e iniciais acoplado, ou seja, o problema possui vários graus de liberdade. Além disso, as condições ideais de operação normalmente são calculadas para o caso estacionário, que é considerado um problema de autovalor. Normalmente, a maioria dos trabalhos realizados em estimativas determinísticas faz uso de métodos numéricos aproximados. As soluções encontradas para a maior parte dos problemas é satisfatória, entretanto a necessidade de utilizar métodos numéricos também implica em lidar com controle de erros. Neste aspecto é que o trabalho de pesquisa relacionado a este projeto se enquadra: na solução numérica do problema de cinética espacial com controle de erros. De uma forma geral, pretende-se, ao longo dos três anos de execução deste projeto, seguir a pesquisa do autor na área de geração e aprimoramento de métodos e algoritmos para cinética de reatores nucleares. Este método consiste em segmentar o domínio em regiões homogêneas e aproximar a solução local por um polinômio, em que as soluções locais são agregadas umas às outras pelas condições de interface na intersecção das regiões. Este método já se demostrou eficaz em trabalhos anteriores, destacando as publicações relacionadas.