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http://hdl.handle.net/1843/36215
Tipo: | Dissertação |
Título: | Sistema híbrido fusão-fissão baseado no Tokamak - análise neutrônica da inserção do diversor |
Título(s) alternativo(s): | Tokamak based fusion-fission hybrid system - neutronic analysis of the Divertor insertion |
Autor(es): | Natália Gonçalves Peixoto Lelis Oliveira |
Primeiro Orientador: | Cláubia Pereira Bezerra Lima |
Primeiro Coorientador: | Carlos Eduardo Velasquez Cabrera |
Primeiro membro da banca : | Sergio Ricardo de Azevedo Souza |
Segundo membro da banca: | Graiciany de Paula Barros |
Resumo: | O Sistema Híbrido Fusão-Fissão baseado no Tokamak tem alto potencial para transmutação de actinídeos e produtos de fissão, os quais em sua grande maioria possuem uma longa meia-vida e alta radiotoxicidade. Este sistema constitui-se de um reator de fusão nuclear acoplado a um cobertor de fissão subcrítico denominado camada transmutadora. Neste trabalho, partindo-se de um modelo já desenvolvido no Departamento de Engenharia Nuclear, analisou-se a inserção do componente Diversor e sua influência no comportamento neutrônico da camada transmutadora. O componente Diversor está localizado ao longo da parte inferior da Câmara de Plasma e tem a função principal de extrair o calor e as cinzas geradas como produto das reações de fusão e outras impurezas do plasma. É composto por duas partes: a estrutura de suporte de aço inoxidável e os componentes de interface do plasma. Foram analisados dois modelos com representações geométricas distintas para simular o componente Diversor, a fim de avaliar se a inserção deste componente pode afetar as características do fluxo de nêutrons na camada transmutadora e, consequentemente, sua capacidade de transmutação. Os resultados obtidos indicam que os sistemas simulados com o componente Diversor apresentaram melhor desempenho tanto na transmutação quanto na conversão da camada transmutadora, em comparação ao sistema sem este componente. Isso ocorre pois o componente Diversor possibilita maior espalhamento dos nêutrons da fonte de plasma, aumentando consideravelmente a população de nêutrons que chegam na camada transmutadora. Os dados neutrônicos foram obtidos pelo código MCNP5 e os dados da variação da composição do combustível, atividade e radiotoxicidade durante a queima foram obtidos pelo ORIGEN2.1, que por meio do código MONTEBURNUS, executa de forma conectada os dois primeiros códigos. |
Abstract: | The Hybrid Fusion-Fission System based on Tokamak has a high potential for transmutation of actinides and fission products, which for the most part have a long half-life and high radiotoxicity. This system consists of a nuclear fusion reactor coupled to a subcritical fission blanket called the transmutation layer. In this work, starting from a model already developed in the Departamento de Engenharia Nuclear, the insertion of the Divertor component and its influence on the neutronic behavior of the transmutation layer was analyzed. The Divertor component is located along the bottom of the Plasma Chamber and has the main function of extracting the heat and ash generated as a product of the fusion reactions and other impurities in the plasma. It consists of two parts: the stainless-steel support structure and the plasma interface components. Two models with different geometric representations were analyzed to simulate the Divertor component, in order to assess whether the insertion of this component can affect the nêutron flux characteristics in the transmuting layer and, consequently, its transmutation capacity. The results obtained indicate that the systems simulated with the Divertor componente presented better performance both in the transmutation and in the conversion of the transmutation layer, in comparison to the system without this component. This is because the Divertor component allows greater spreading of the neutrons from the plasma source, considerably increasing the population of neutrons that arrive at the transmutation layer. The neutronic data were obtained by the code MCNP5 and the data on the variation of the fuel composition, activity and radiotoxicity during the burnup were obtained by ORIGEN2.1, which, using the code MONTEBURNUS, executes the first two codes connected. |
Assunto: | Engenharia nuclear Fusão nuclear Tokamaks Transmutação (Quimica) |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Sigla da Instituição: | UFMG |
Departamento: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA NUCLEAR |
Curso: | Programa de Pós-Graduação em Ciências e Técnicas Nucleares |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/36215 |
Data do documento: | 19-Mar-2021 |
Aparece nas coleções: | Dissertações de Mestrado |
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Sistema híbrido fusão-fissão baseado no Tokamak - análise neutrônica da inserção do Diversor.pdf | 3.99 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
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