Resumen
El objeto del proyecto de I+D PANTHER es la verificación, validación, cuantificación de incertidumbres y mejora de la plataforma
neutrónica/thermohidráulica PANTHER. PANTHER es un plataforma multifísica que sirve para conocer el comportamiento de los
reactores nucleares y realiza estudios de seguridad en los transitorios más característicos y accidentes de reactividad más comunes,
incluyendo transitorios nucleares reales en reactores BWR y PWR. Se pretende optimizar, mejorar y desarrollar nuevas capacidades y
modelos dentro de la plataforma PANTHER.
El inicio de PANTHER fue desarrolado por el grupo de investigación en el marco de proyectos de I+D nacionales como DISPROTER,
DIASEG-3D, 3D-PANTHER, VALIUN-3D y NOVAK-3D. La plataforma es modular, admitiendo como módulos termohidráulicos TRACE,
TRAC/BF1, TRAC/PF1, RELAP5 y COBRA-TF y como módulos neutrónicos NEM, PARCS, VALKIN-NC (colocación nodal), VALKINFEM
(elementos finitos), VALKIN-FVM (volúmenes finitos), SHNC (Spherical Harmonics Nodal Collocation) y CORE-SIM, utilizando la
metodología NSIMTAB desarrollada por el grupo para la generación de parámetros nucleares y secciones eficaces a partir tanto de
SIMULATE/CASMO como SCALE.
El escenario para el futuro es cada vez más complejo tras el accidente de Fukushima. Además, debido a que las plantas nucleares en
Europa y España están envejeciendo, la mejora de la fiabilidad y disponibilidad de los reactores sea cada vez más importante, y, por
tanto, las plantas actuales necesitan cambios relevantes de diseño para abordar las nuevas medidas de seguridad.
La aplicación a situaciones reales tiene un doble objetivo, en primer lugar validar y verificar los modelos neutrónicos y termohidráulicos
para realizar el análisis de seguridad y, en segundo lugar, comprobar la instrumentación nuclear dentro del reactor a partir de la
comparación de variables simuladas y medidas dentro del reactor. Ser capaz de estar monitorizando el estado de los reactores mientras
están operando y detectar de forma prematura posibles anomalías son los dos pilares esenciales para garantizar la disponibilidad de
suministro eléctrico.
La plataforma se optimizará mediante técnicas de computación de altas prestaciones (paralelización en CPUs y tarjetas gráficas). De este
modo, se podrán realizar estudios para prevenir accidentes y optimizar el funcionamiento de las Centrales Nucleares. Todo ello redundará
en una mejora de la seguridad de estas instalaciones con una reducción en los costes de producción de energía eléctrica.
Uno de los objetivos más ambiciosos del proyecto es la aplicación de la plataforma multifísica, junto con un exhaustivo análisis de
sensibilidad e incertidumbres, al apoyo de análisis de licencia, mediante nuevos desarrollos de dinámica neutrónica (tiempo y frecuencia)
"pin by pin" en malla variable estructurada y no estructurada utilizando elementos finitos de alto orden y desarrollos 3D-P1, 3D-SPn, y 3DP3.
También es de especial relevancia el estudio de fluctuaciones neutrónicas en reactores de generación III, III+ y IV. Estas fluctuaciones
surgen del carácter estocástico de las variables del proceso de fisión, el carácter turbulento del caudal en el núcleo, ebullición del
refrigerante (BWR) y vibraciones mecánicas de los elementos internos del reactor.
Además, a través de este proyecto, se participará en los benchmarks UAM y C5G7 transport time dependent, y en el proyecto
internacional CAMP simulando experimentos PKL-3 y ATLAS.
