CANDU ve LWR REAKTÖRLERİ İÇİN HYLIFE-II ve PACER FÜZYON REAKTÖRLERİNDE FİSYON YAPABİLEN YAKITLARIN İNCELENMESİ
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 1999
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Selahaddin Orhan Akansu
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Nafiz KAHRAMAN
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.