BibTex RIS Kaynak Göster

Hızlandırıcı güdümlü toryum reaktöründe serpent Monte Carlo kodu kullanılarak yanma oranı hesaplamaları

Yıl 2012, Cilt: 28 Sayı: 4, 309 - 314, 01.08.2012

Öz

Bu çalışma, Serpent Monte Carlo kodu kullanılarak Hızlandırıcı Güdümlü Toryum Reaktör’ünün (ADTR) yanma oranı (burnup) karakteristiğini elde etmek için yapılmıştır. Serpent Monte Carlo kodu reaktör örgü fizik hesaplamaları için optimize edilmiştir. ADTR modeli, merkezinde doğal kurşun - bizmut bir silindirik hedef, kor bölgesinde hegzagonal yapıda 90 yakıt demeti ve her demette 91 yakıt çubuğunda n oluşmuştur. Sistemin merkezinde bulunan hedefin uzunluğu 60 cm ve yarıçapı 15 cm’dir. Yakıt çubuklarının dağılımı 232 Th ve 233 U’un bulunduğu iki tip yakıt malzemesinden oluşmaktadır. Hesaplamalarda ENDF/B - 6.8, ENDF - 7, JEF - 2.2, JEFF - 3.1 değerlendirilmiş n ükleer datası ve yanma oranı hesaplamalarında “Chebyshev Rasyonel Yaklaşım Metodu” kullanılmıştır. Tasarlanan sistemde ortalama güç yoğunluğu ise 38.6E - 3 kW/g’dır. Kullanılan farklı nükleer tesir kesiti kütüphaneleri arasındaki değişiklikler incelenmiş ve uyumlu olduğu görülmüştür. Bütün yanma oranı hesaplamaları 40 MW/kgU’a kadar 41 farklı basamakta yapılmıştır.

Kaynakça

  • A World Energy Outlook 2011, ISBN: 978 92 64 12413 4, OECD/IEA, International Energy Agency, France, 2011.
  • Maschek, W., et al., Safety and design concepts of the 400 MWth-class EFIT accelerator driven transmuter and considerations International Conference on Emerging Nuclear Systems (ICENES 2009), Energy Conversion and Management 51, 1764-1773, 2010. developments, 14th
  • Rubbia, C., et al., Conceptual Design of a Fast Neutron Operated High Power Energy Amplifier, European Organization for Nuclear Research, CERN/AT/95-44, 29 Sep 1995.
  • Salvatores, M., et al., The potential of accelerator-driven systems for transmutation or power production using thorium or uranium fuel cycles, Nuclear Science and Engineering 126 (3), 333–340, 1997.
  • Bowman, C. D., Accelerator-Driven Systems in Nuclear Energy: Role and Technical Approach Report. Accelerator-Driven Neutron Application, ADNA/97- 013. Oct.14, 1997.
  • Berglöf, C. et al., System and safety studies of accelerator driven systems and generation IV reactors for transmutation of minör actinides, Annual report 2009, R-10-24, 2010.
  • Landau, D. P., Binder, K., A Guide to Monte Carlo Simulations in Statistical Physics, p 54, Cambridge University Press, 2000.
  • Brown, F.B., Sutton, T. M., Monte Carlo Fundamentals, KAPL-4823, (DOE/TIC-4500-R75), Knolls Atomic Power Laboratory, Schenectady, New York, February 1996.
  • Zhang, Y., et al., Transmutation of americium in a medium size sodium cooled fast reactor design, Annals of Nuclear Energy 37, 629–638, 2010.
  • Owen, H., et al., Steady-state neutronic analysis of converting the UK CONSORT reactor for ADS Experiments, Annals of Nuclear Energy 38, 2653–2660, 2011.
  • Leppänen, J., PSG2 / Serpent – a Continuous-energy Monte Carlo Reactor Physics Burnup Calculation Code, User’s Manual, 104, VTT Technical Research Centre of Finland, June 16, 2011.
  • Pusa, M., Leppanen, J., Computing the Matrix Exponential in Burnup Calculations, Nuclear Science and Engineering, 164, 140-150, 2010.
  • Oh, H., Yang, W.S., Comparison of Matrix Exponential Methods for Fuel Burnup Calculations, Journal of the Korean Nuclear Society, 31, 172-181, 1997.
  • Isotalo, A.E., Aarnio, P.A., Comparison of depletion algorithms for large systems of nuclides , Annals of Nuclear Energy, 38, 261–268, 2011.

Burnup calculations for accelerator driven thorium reactor using serpent Monte Carlo code

Yıl 2012, Cilt: 28 Sayı: 4, 309 - 314, 01.08.2012

Öz

In this work, a number of simulations have been performed in order to obtain neutronic and burnup characteristics of Accelerator Driven Thorium Reactor (ADTR) using Serpent Monte Carlo Code. This code is optimized for reactor lattice calculations. Center of ADTR model has a cylindrical natural Pb - Bi target, has 90 hexagonal structure fuel bundle in core and each bundle consist of 91 fuel pin. The length and radius of the target in the center of the system are 60 cm and 15 cm, respectively. The distribution of fuel rods consist of two types of fuel material with 232 Th and 233 U. The burnup calculat ions have been carried out using matrix exponential solution based on the Chebyshev Rational Approximation Method (CRAM) and the evaluated nuclear data used in the calculations was based on ENDF/B - 6.8, ENDF - 7, JEF - 2.2, JEFF - 3.1. The average power density i s 38.6E - 3 kW/g in designed system. Changes between the different nuclear cross section libraries were examined and observed to be compatible. All burnup calculations made up of 41 different steps up to 40 MW / kgU.

Kaynakça

  • A World Energy Outlook 2011, ISBN: 978 92 64 12413 4, OECD/IEA, International Energy Agency, France, 2011.
  • Maschek, W., et al., Safety and design concepts of the 400 MWth-class EFIT accelerator driven transmuter and considerations International Conference on Emerging Nuclear Systems (ICENES 2009), Energy Conversion and Management 51, 1764-1773, 2010. developments, 14th
  • Rubbia, C., et al., Conceptual Design of a Fast Neutron Operated High Power Energy Amplifier, European Organization for Nuclear Research, CERN/AT/95-44, 29 Sep 1995.
  • Salvatores, M., et al., The potential of accelerator-driven systems for transmutation or power production using thorium or uranium fuel cycles, Nuclear Science and Engineering 126 (3), 333–340, 1997.
  • Bowman, C. D., Accelerator-Driven Systems in Nuclear Energy: Role and Technical Approach Report. Accelerator-Driven Neutron Application, ADNA/97- 013. Oct.14, 1997.
  • Berglöf, C. et al., System and safety studies of accelerator driven systems and generation IV reactors for transmutation of minör actinides, Annual report 2009, R-10-24, 2010.
  • Landau, D. P., Binder, K., A Guide to Monte Carlo Simulations in Statistical Physics, p 54, Cambridge University Press, 2000.
  • Brown, F.B., Sutton, T. M., Monte Carlo Fundamentals, KAPL-4823, (DOE/TIC-4500-R75), Knolls Atomic Power Laboratory, Schenectady, New York, February 1996.
  • Zhang, Y., et al., Transmutation of americium in a medium size sodium cooled fast reactor design, Annals of Nuclear Energy 37, 629–638, 2010.
  • Owen, H., et al., Steady-state neutronic analysis of converting the UK CONSORT reactor for ADS Experiments, Annals of Nuclear Energy 38, 2653–2660, 2011.
  • Leppänen, J., PSG2 / Serpent – a Continuous-energy Monte Carlo Reactor Physics Burnup Calculation Code, User’s Manual, 104, VTT Technical Research Centre of Finland, June 16, 2011.
  • Pusa, M., Leppanen, J., Computing the Matrix Exponential in Burnup Calculations, Nuclear Science and Engineering, 164, 140-150, 2010.
  • Oh, H., Yang, W.S., Comparison of Matrix Exponential Methods for Fuel Burnup Calculations, Journal of the Korean Nuclear Society, 31, 172-181, 1997.
  • Isotalo, A.E., Aarnio, P.A., Comparison of depletion algorithms for large systems of nuclides , Annals of Nuclear Energy, 38, 261–268, 2011.
Toplam 14 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Diğer ID JA79VJ76UR
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Mehmet Emin Korkmaz Bu kişi benim

Osman Ağar Bu kişi benim

Mustafa Yiğit Bu kişi benim

Yayımlanma Tarihi 1 Ağustos 2012
Yayımlandığı Sayı Yıl 2012 Cilt: 28 Sayı: 4

Kaynak Göster

APA Korkmaz, M. E., Ağar, O., & Yiğit, M. (2012). Hızlandırıcı güdümlü toryum reaktöründe serpent Monte Carlo kodu kullanılarak yanma oranı hesaplamaları. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi, 28(4), 309-314.
AMA Korkmaz ME, Ağar O, Yiğit M. Hızlandırıcı güdümlü toryum reaktöründe serpent Monte Carlo kodu kullanılarak yanma oranı hesaplamaları. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi. Ağustos 2012;28(4):309-314.
Chicago Korkmaz, Mehmet Emin, Osman Ağar, ve Mustafa Yiğit. “Hızlandırıcı güdümlü Toryum reaktöründe Serpent Monte Carlo Kodu kullanılarak Yanma Oranı Hesaplamaları”. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi 28, sy. 4 (Ağustos 2012): 309-14.
EndNote Korkmaz ME, Ağar O, Yiğit M (01 Ağustos 2012) Hızlandırıcı güdümlü toryum reaktöründe serpent Monte Carlo kodu kullanılarak yanma oranı hesaplamaları. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi 28 4 309–314.
IEEE M. E. Korkmaz, O. Ağar, ve M. Yiğit, “Hızlandırıcı güdümlü toryum reaktöründe serpent Monte Carlo kodu kullanılarak yanma oranı hesaplamaları”, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi, c. 28, sy. 4, ss. 309–314, 2012.
ISNAD Korkmaz, Mehmet Emin vd. “Hızlandırıcı güdümlü Toryum reaktöründe Serpent Monte Carlo Kodu kullanılarak Yanma Oranı Hesaplamaları”. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi 28/4 (Ağustos 2012), 309-314.
JAMA Korkmaz ME, Ağar O, Yiğit M. Hızlandırıcı güdümlü toryum reaktöründe serpent Monte Carlo kodu kullanılarak yanma oranı hesaplamaları. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi. 2012;28:309–314.
MLA Korkmaz, Mehmet Emin vd. “Hızlandırıcı güdümlü Toryum reaktöründe Serpent Monte Carlo Kodu kullanılarak Yanma Oranı Hesaplamaları”. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi, c. 28, sy. 4, 2012, ss. 309-14.
Vancouver Korkmaz ME, Ağar O, Yiğit M. Hızlandırıcı güdümlü toryum reaktöründe serpent Monte Carlo kodu kullanılarak yanma oranı hesaplamaları. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi. 2012;28(4):309-14.

✯ Etik kurul izni gerektiren, tüm bilim dallarında yapılan araştırmalar için etik kurul onayı alınmış olmalı, bu onay makalede belirtilmeli ve belgelendirilmelidir.
✯ Etik kurul izni gerektiren araştırmalarda, izinle ilgili bilgilere (kurul adı, tarih ve sayı no) yöntem bölümünde, ayrıca makalenin ilk/son sayfalarından birinde; olgu sunumlarında, bilgilendirilmiş gönüllü olur/onam formunun imzalatıldığına dair bilgiye makalede yer verilmelidir.
✯ Dergi web sayfasında, makalelerde Araştırma ve Yayın Etiğine uyulduğuna dair ifadeye yer verilmelidir.
✯ Dergi web sayfasında, hakem, yazar ve editör için ayrı başlıklar altında etik kurallarla ilgili bilgi verilmelidir.
✯ Dergide ve/veya web sayfasında, ulusal ve uluslararası standartlara atıf yaparak, dergide ve/veya web sayfasında etik ilkeler ayrı başlık altında belirtilmelidir. Örneğin; dergilere gönderilen bilimsel yazılarda, ICMJE (International Committee of Medical Journal Editors) tavsiyeleri ile COPE (Committee on Publication Ethics)’un Editör ve Yazarlar için Uluslararası Standartları dikkate alınmalıdır.
✯ Kullanılan fikir ve sanat eserleri için telif hakları düzenlemelerine riayet edilmesi gerekmektedir.