Candu ve Lwr reaktörleri için hylife-II ve pacer füzyon reaktörlerinde fisyon yapabilen yakıtların incelenmesi
Analysis of fissionable fuels in hylife-II and pacer fusion reactors for Lwr and Candu
- Tez No: 83871
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. NAFİZ KAHRAMAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1999
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 93
Özet
V ÖZET Bu çalışmada, Hylife-II ve Pacer füzyon reaktörlerinde, ThF4 (likit), TI1O2 (katı-toz), UF4 (likit), UF6 (gaz) ve UO2 (katı-toz ) gibi fisyon yapabilen yakıtlar incelendi. Hylife-II reaktöründe, 3 farklı model üzerinde çalışma yapıldı. Hesaplamalar, Hylife-II reaktöründe enerji üretimini artırmak ve ilk duvardaki radyasyon hasarını azaltmak için en uygun pozisyonun model- 1 ile belirtilen Flibenin bitişiğindeki fisyon yapabilen bölge ile olduğunu göstermiştir. Bu bölge 30 yıllık çalışma peryodunda analiz edilmiştir. Flibenin bitişiğindeki fisyon yapabilen bölge ile, TBR=1.05 değerine karşılık gelen DRf kalınlıkları TI1F4, Th02, UF4 ve U02 için sırası ile DRf = 38, 45, 85 ve 104 mm kalınlıkları elde edilmiştir. Aynı kalınlıktaki atom yer değiştirmesi (DP A) 100 ppm'den sırası ile 60, 50, 35 ve 20 değerine düşmüştür. Buna ilave olarak enerji çoğalım oranı 1.1 değerinden sırası ile 1.2, 1.5, 2.4 ve 4.1 değerine artmıştır. Bu sonuçlar Hylife-II'nin ilk duvardaki daha düşük radyasyon hasarı sağlaması yönünden oldukça önemlidir. Pacer reaktörü için, soğutucu olarak seçilen Flibe'nin yoğunluğu ve pozisyonu değiştirilerek, reaktör odasındaki yeri, enerji absorbsiyonu, enerji ekonomisi ve nötron kaçağı açısından incelendi. Buna göre, patlama bölgesine en yakın yer olan DR=50cm ve %25 Flibe + %75'lik hava bulunan pozisyon, en uygun bulundu. ThÛ2, UO2, ThF4 ve UF4 gibi fisyon yapabilen çekirdekler, doyuma ulaşan TBR değerlerinde incelenen bütün soğutucu pozisyonu ve yoğunluğuna göre soğutucuya bitişik olacak şekilde yerleştirildi. Patlama bölgesine yakın olan pozisyonda, yakıt ekonomisi yönünden daha az ThÛ2, UO2, ThF4 ve UF4 gibi fisyon yapabilen çekirdekler kullanıldığından ve pompalama enerjisi açısından daha az enerji harcanacağından bu pozisyon en uygun bulundu. TBR=1.05'i sağlayan değer için, UO2, UF4, Th02, ThF4 için, sırası ile DRp= 25, 17, 16 ve 11 cm değerleri bulunmuştur. Enerji üretimi dikkate alındığında 1.1 olan M değeri, 6, 3.8, 2.0 ve 1.6'a ulaşmıştır. 1 saatlik peryotla sirküle ettirilen fisyon yapabilen yakıtların optimal kalınlık formlarında CFFE fısil yakıt üretim değerleri operasyon boyunca arttı. Böylece, bir termal reaktörde yakıt olarak kullanmak için CFFE değeri belirtilmek istenirse, HYLIFE-II reaktörü yakıtından CANDU( « % 0.8), gelişmiş CANDU (« % 1) işletim süresi başlangıçlarında (0-5 yıl), LWR («% 3.5) işletim süresinin ortasında (« 20 yıl) da ve gelişmiş bir LWR'de ( « 5%) işletim süresinin sonunda (30 yıl) kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
VI ABSTRACT In this study, in Hylife-II and Pacer fusion reactors, the neutronic behaviour occurring in case of the fissionable nuclides such as ThF4(liquid), Th02(solid-powder), UF4(liquid), UF6(gas) and U02(solid-powder) were investigated. The calculations showed that the fissionable zone (at DRf thickness) being adjacent to inner side of Flibe zone would be the most suitable area to increase energy production and in order to reduce radiation damage in the first wall. Fissionable nuclides in state of gas and in state of liquid mixed in Flibe can be ignored for lower radiation damage and higher energy production. This zone has been analysed for an operation period of 30 years. TBR values are equal to 1.05 indicating tritium breeding sufficiently in about DRf = 38, 45, 85 and 104 mm for ThF4, ThO2, UF4 and UO2, respectively. However, at the same thickness values, DPA (Displacement Per Atom) rates decreased from 100 to 60, 55, 35 and 20, respectively, over 30 years. In addition, M-blanket energy multiplication ratio has increased from 1.1 to 1.2, 1.5, 2.4 and 4.1, respectively. These results are interesting in point of providing of lower radiation damage in the first wall of Hylife-II reactor with cheaper energy production. In PACER reactor, by chaning the Flibe's density and position, (Flibe as selected the coolant) Flibe is reactor chamber is investigated according to its energy absorbsion, its energy economy, and neutron leakage. As the result of this investigation, the closst place to the explotion region; which is DR=50 cm and 25 per cent Flibe and 75 percent air is found; is mostly found suitable. In pacer reactor, TBR values are equal to 1.05 indicating tritium breeding sufficiently in about DRf =25, 17, 16 and 11 cm for U02, UF4, Th02 and ThF4, respectively. M-blanket energy multiplication ratio has increased from 1.1 to 6, 3.8 2.0 and 1.6, respectively. CFFE (the Cumulative Fissile Fuel Enrichment in the fissionable nuclides) values observed on those of the optimal thickness of fissionable fuels circulating with period of 1 hour increased during operations. Therefore, if the words in parentheses indicate CFFE values required in order to use as fuel in a reactor, the fuel from IFE reactor can be used as fuel in -CANDU( * 0.8%)-advanced CANDU (« 1%) at the beginning of operation period (« 0-5 years), LWR («3.5%) at the middle of operation period (« 20 years) and in a advanced LWR ( * 5%) at the end of operation.
Benzer Tezler
- Nükleer yakıt atıklarının yeniden değerlendirilmesi
Reutilization of nuclear fuel wastes
MAHMUT ALKAN
Doktora
Türkçe
2003
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜMER ŞAHİN
- Hafif su (H2O) ve ağır su (D2O) soğutuculu hibrid reaktörlerin nötronik performans ve termal-hidrolik analizi
Neutronic and thermal hydrolic anlyses of hybrid reactors cooled by light and heavy water
TAHİR AYATA
- Kurulmuş olan ve kurulması muhtemel nükleer reaktörler ve çalışma prensipleri
Nuclear reactors which have been founded and will be probably founded and their principles of plant
MURAT ÖZDEM
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN YAPICI
- D-T füzyon sürücülü füzyon-fisyon hibrid reaktörde kullanılmış yakıtların farklı moderatörler karşısındaki nötronik performansı ve reaktörde ısı üretimi
In The (D-T) fusion-fission driven hybrid reactor against the used fuels of different moderators of neutronic performance and the heat production
NURİ ERTAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Makine MühendisliğiMustafa Kemal ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERTUĞRUL BALTACIOĞLU
