Max Casamor defiende su tesis sobre el análisis de seguridad por reactores nucleares.

El uso combinado de códigos termo-hidráulicos de sistema con códigos de sub-canal (acoplamiento TH-TH) en el análisis de transitorios proporciona una herramienta integrada con la capacidad de modelar en detalle tanto las condiciones térmo-hidráulicas básicas como el comportamiento del sistema completo. A menudo se utilizan diferentes métodos de acoplamiento de códigos a la industria nuclear para proporcionar precisión a los cálculos manteniendo la facilidad de uso de los códigos. En algunos casos, y para escenarios específicos, el método de acoplamiento se puede simplificar como una transferencia de las condiciones de contorno desde modelos de planta ejecutados por códigos de sistema a códigos de subcanal (acoplamiento fuera de línea).

El enfoque de este acoplamiento se ha considerado válido para evaluar los márgenes de seguridad para parámetros limitantes como la relación del límite de ebullición nucleada, que relaciona la potencia local con el flujo de calor crítico. El acoplamiento fuera de línea es rápido y bastante preciso en la mayoría de las situaciones, pero, las condiciones de contorno presentan diferencias en ciertos parámetros. Para evitar estas diferencias, se pueden aplicar métodos avanzados de acoplamiento en línea (por ejemplo, el acoplamiento semi-implícito). Estos son métodos que implican condiciones de contorno coherentes entre códigos y son significativamente más complejas en términos matemáticos. La selección de un método de acoplamiento adecuado entre códigos de sistema y de subcanal es crucial. Estudios recientes sobre sensibilidades realizados en códigos de subcanal han demostrado una fuerte influencia de la incertidumbre de las condiciones de contorno en los resultados.

El presente estudio pretende evaluar las implicaciones de los métodos de acoplamiento en los análisis de seguridad en dos transitorios relacionados con parámetros de sistema. Con cuyo objeto, CTF (código de subcanal) y RELAP5 (código de sistema) se acoplan mediante dos técnicas de acoplamiento diferentes: el acoplamiento fuera de línea, donde las condiciones de límite se obtienen a partir del modelo RELAP5 y se imponen por tabla a CTF, y el método de acoplamiento semi-implícito, implementando la metodología desarrollada por Weaver en 2002.

Los casos seleccionados son una pérdida completa de caudal forzado y una apertura de la válvula de alivio del pressionador. Los modelos utilizados son, por un lado, un modelo de planta completa de una central nuclear genérica de 3 lazos tipo Westinghouse con RELAP5. Por otro lado, se ha desarrollado un modelo híbrido del núcleo en CTF utilizando los mismos datos de referencia que el modelo RELAP5.

En los últimos años, la aplicación de los cálculos Best Estimate Plus Uncertainty (BEPU) ha ganado importancia dentro de la comunidad científica. Este método, lejos de añadir conservadurismo forzando condiciones no físicas a los cálculos, intenta incorporar al proceso las propias incertidumbres de los cálculos. El método utilizado en el presente estudio es el método GRS BEPU, que implementa el método de Wilks a través de estadística de orden.

El análisis BEPU se puede considerar una herramienta adicional para la comparación de métodos de acoplamiento. Los resultados muestran que los casos base y el análisis de sensibilidades presentan una buena coincidencia entre los métodos de acoplamiento con algunas discrepancias menores. Para el primer caso, los coeficientes de correlación de Spearman y las distribuciones del análisis BEPU presentan resultados similares para los dos enfoques. En cambio, el segundo caso muestra diferencias en la evaluación de las magnitudes de interés, que se pueden explicar y correlacionar con las desviaciones de las condiciones de contorno entre códigos. Esto sugiere que los valores de las condiciones de contorno no impuestos para el método de acoplamiento fuera de línea son un tema importante a tener en cuenta cuando se aplica este tipo de método para transitorios dependientes del sistema que se extienden en el tiempo.