Toryum nükleer yakıtlı füzyon-fisyon hibrid reaktörlerde çinko selenür (Zn-Se) termokimyasal çevrimi ile hidrojen üretiminin incelenmesi
Investigation of hydrogen production by zinc selenide (Zn-Se) thermochemical cycle in thorium nuclear fuelled fusion-fission hybrid reactors
- Tez No: 965615
- Danışmanlar: DOÇ. DR. RAMAZAN ÇAKIROĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nükleer Bilimler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 90
Özet
Bu tez çalışmasında, ThO2 nükleer yakıtlı, yüksek sıcaklık füzyon-fisyon hibrid reaktöründe, Zn-Se termokimyasal çevrimiyle hidrojen üretimini nötronik ve termodinamik analizlerle incelemiştir. SCALE4.4a nötronik kodu kullanılarak yapılan nötronik hesaplamalar sonucunda, 48 aylık işletim süreci sonunda 5 MW/m2 nötron duvar yükü altında TBR FLiBe soğutucusu için 1,10'dan 1,18'e, FLiNaBe soğutucusu için 1,05'ten 1,13'e yükselerek sürdürülebilir trityum üretimi sağlamıştır. FLiBe soğutucuda 48 aylık işletim sürecinin sonunda 5 MW/m2 nötron duvar yükü altında, enerji çoğaltım faktörü (M) 1,47'den 2,16'ya; yakıt yanma derecesi (BU) 47,2 GWd/tM'e, toplam fisyon oranı 0,058'e, toryum tüketimi 21 595,1 g/cm3'ten 16 915,1 g/cm3'e, fisil yakıt 233U üretimi 1244,7 g/cm3'e, termal güç oranı (1-𝜓) 0,51'den 0,59'a, toplam termal güç (Phpf) 2106,0 MW'tan 3307,2 MW'a, hidrojen üretimi (mH2) 4,85 kg/s'ten 7,61 kg/s'ye ulaşmıştır. FLiNaBe soğutucuda 48 aylık işletim sürecinin sonunda 5 MW/m2 nötron duvar yükü altında, enerji çoğaltım faktörü (M) 1,48'den 2,31'e; yakıt yanma derecesi (BU) 57,2 GWd/tM'e; toplam fisyon oranı 0,070'e; toryum tüketimi 21 595,1 g/cm3'ten 16 701,1 g/cm3'e; fisil yakıt 233U üretimi 1214,8 g/cm3'e; termal güç oranı (1-𝜓) 0,51'den 0,58'e; toplam termal güç (Phpf) 2101,5 MW'tan 3571,3 MW'a; hidrojen üretimi (mH2) ~4,84 kg/s'ten ~8,23 kg/s'ye ulaşmıştır. Sistem verimi %27,7, çevrim verimi %51,5 olarak hesaplanmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the hydrogen production by Zn-Se thermochemical cycle in a ThO2 nuclear fuelled high temperature fusion-fission hybrid reactor was investigated by neutronic and thermodynamic analyses. As a result of neutronic calculations using SCALE4.4a neutronic code, the TBR increased from 1.10 to 1.18 for the FLiBe coolant and from 1.05 to 1.13 for the FLiNaBe coolant under a neutron wall load of 5 MW/m2 at the end of 48 months of operation, providing sustainable tritium production. At the end of 48 months of operation in the FLiBe coolant under a neutron wall load of 5 MW/m2 , the energy multiplication factor (M) increased from 1.47 to 2.16; fuel burnup (BU) increased to 47.2 GWd/tM, total fission rate to 0.058, thorium consumption from 21 595.1 g/cm3 to 16 915.1 g/cm3, fissile fuel 233U production to 1244, 7 g/cm3, thermal power ratio (1-𝜓) from 0.51 to 0.59, total thermal power (Phpf) from 2106.0 MW to 3307.2 MW, hydrogen production (mH2) 4. 85 kg/s to 7.61 kg/s. At the end of 48 months of operation in the FLiNaBe coolant under a neutron wall load of 5 MW/m2, the energy multiplication factor (M) increased from 1.48 to 2.31; the degree of fuel combustion (BU) increased to 57.2 GWd/tM; the total fission rate increased to 0.070; thorium consumption from 21 595.1 g/cm3 to 16 701.1 g/cm3; fissile fuel 233U production from 1214.8 g/cm3; thermal power ratio (1-𝜓) from 0.51 to 0.58; total thermal power (Phpf) from 2101.5 MW to 3571.3 MW; hydrogen production (mH2) from ~4.84 kg/s to ~8.23 kg/s. System efficiency was calculated as 27.7% and cycle efficiency as 51.5%.
Benzer Tezler
- Toryumun ve çeşitli nükleer yakıtların performanslarının bir füzyon-fisyon reaktör sisteminde nötronik olarak incelenmesi
The neutronic analysis of the performances of thorium and various nuclear fuels in a fusion-fission reactor system
GÜVEN TUNÇ
Doktora
Türkçe
2017
Nükleer MühendislikGazi ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KURTULUŞ BORAN
- Sonsuz reaktör ortamı yaklaşımıyla yakıt ara uzunluğunun nötronik veriler üzerindeki etkisinin analizi
Analyses of effect of fuel pitch length on neutronic data with infinite reactor medium approach
DİLEK SAYGAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Mühendislik BilimleriErciyes ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN YAPICI
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALPER BUĞRA ARSLAN
- Candu tüketilmiş yakıtının gençleştirilmesi için yarı katalize füzyon sürücülü hibrid reaktörün potansiyeli
Başlık çevirisi yok
ERTUĞRUL BALTACIOĞLU
- Candu tüketilmiş yakıtının gençleştirilmesi için modere edilmiş ve hızlı (D,T) hibrid blanketlerin potansiyelinin incelenmesi
Başlık çevirisi yok
HÜSEYİN YAPICI
- Toryum nükleer yakıtlı lazer sürücülü bir füzyon reaktöründe fisil yakıt ve hidrojen üretim potansiyelinin araştırılması
Investigation of fissile fuel and hydrogen production potential in a laser driver fusion reactor with thorium nuclear fuel
ŞULENUR ASAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
EnerjiGazi ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADEM ACIR