ThO2–UO2 YAKIT KARIŞIMINI İÇEREN CANDU YAKIT ÇUBUKLARINDAKİ SICAKLIK DAĞILIMININ SAYISAL ÇÖZÜMLENMESİ

H. Mehmet Şahin; Eşref Baysal; Adem Acır

ThO2–UO2 YAKIT KARIŞIMINI İÇEREN CANDU YAKIT ÇUBUKLARINDAKİ SICAKLIK DAĞILIMININ SAYISAL ÇÖZÜMLENMESİ

Öz

Bu çalışmada; CANDU yakıt çubuklarındaki sıcaklık dağılımları sonlu farklar metodu kullanılarak incelenmiştir. Temel ısı iletim denklemleri, tanımlanan sınır şartlarıyla birlikte sayısal olarak çözülmüştür. Hesaplamalar sonlu farklar metoduna dayalı HEATING 7.2 bilgisayar kod sistemi kullanılarak yapılmıştır. Elde edilen simülasyon sonuçlarına göre, yakıt çubuklarında % 100 UO₂ kullanılması sonucu Model j durumunda yakıtın merkezinde eksenel çizgideki maksimum sıcaklık 1764 °C olarak elde edilirken, UO₂-ThO₂ yakıt karışımında Model k, Model l ve Model m için ThO₂ yakıt oranının artmasıyla yakıt çubuklarının merkezindeki eksenel çizgideki sıcaklık değerlerinin azaldığı görülmüş, sırasıyla 1213 °C, 944 °C ve 840 °C olarak elde edilmiştir. Ayrıca; yakıt çubuklarında oluşan sıcaklık dağılımının, yakıt ve zarf malzemesinin ergime sıcaklıklarından daha düşük olduğu tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

CANDU yakıt çubuğu, sonlu farklar metodu, karışık nükleer yakıtlar.

Kaynakça

Şahin, S., Şahin, H.M., Alkan, M., Yıldız, K., “An Assessment of Thorium and Spent LWR-Fuel Utilization Potential in CANDU Reactors” Energy Conversion and Management, 45, 1067-1085, 2004.
Şahin, S., Yıldız K., Acır A., “Power Flattening In The Fuel Bundle of a CANDU Reactor”, Nuclear Engineering and Design, 2004.
Alkan, M., Reutilization of Nuclear Fuel Wastes, PhD Thesis in Turkish, Gazi University, Institute of Science and Technology, Ankara, Turkey, 2003.
Altınok, T., Neutronic Analysis of CANDU Reactors Operating with Rejuvenated Spent Fuel in Catalysed Fusion Reactors, PhD Thesis in Turkish, Gazi University, Institute of Science and Technology, Ankara, Turkey, 1993.
Boczar, P. G., Chan, P. S. W., Dyck, G. R., Ellis, R. J., Jones, R. T., Sullivan, J. D., Taylor, P., Thorium Fuel-Cycle Studies for CANDU Reactors, Thorium Fuel Utilization: Options and Trends. Proceedings of three IEAE meetings held in Vienna in 1997, 1998 and 1999, IEAE-TECDOC-1319, 25-41, 2002.
Boczar, P. G., Dyck, G. R., Chan, P. S. W., Buss, D. B., “Recent Advances in Thorium Fuel Cycles for CANDU Reactors, Thorium Fuel Utilization: Options and Trends”, Proceedings of three IEAE meetings held in Vienna in 1997, 1998 and 1999, IEAE-TECDOC-1319, 104-120, 2002.
Galperin, A., Todosow, M., “Assessment of Homogeneous Thorium/Uranium Fuel for Pressurized Water Reactors”, Nuclear Technology, 138, 111-121, 2002.
Hatcher, S. R., “Thorium Cycle in Heavy Water Moderated Pressure Tube (CANDU) Reactors”, Atomic Energy of Canada Ltd., Report AECL-5398, 1976.

IAEA. “Status and Prospects of Thermal Breeders and their Effect on Fuel Utilization”, Technical Report Series No. 195, International Atomic Energy Agency, Vienna, 1979.
Loewen, E. P., Wilson, R. D., Hohorst, J.K., Kumar, A.S., Preliminary Frapcon-3th Steady-State Fuel Analysis of ThO2 and UO2 Fuel Mixtures”, Nuclear Technology, 136, 261-277, 2001.
Choi, H.B., Rhee B. W., Park, H.S., “Physics study on direct use of spent pressurized water reactor fuel in CANDU (DUPIC), Nuc. Sci. Eng. 126:80, 2000.
Acır, A., “Investigation on Utilization of ThC and LWR Spent Fuel Mixture in CANDU Reactors”, J. of The Faculty of Engineering and Architecture of Gazi Univ., 2005.
Tayal, M., Yu, S.D., Manu, C., Aboud, R., Bowslaugh, D., Flatt, L., “Modeling Transient Two-Dimensional Non-linear Temperatures in Nuclear Fuel Using the FEAT Code”, Proceedings of the Fifth International Conference on CANDU Fuel, Toronto, Ont., Canada, pp. 352 – 363, 1997.
Yu, S. D. and Xu, S., “Modelling of Three-dimensional Steady State Non-linear Heat Transfer In CANDU Nuclear Fuel” Nuclear Engineering and Design, V.216, 165-181, 2002.
Chun, M.H., Ryu, Y.H., “An experimental and theoretical Thermal Analysis of a Simulated CANDU 37-Element Spent Fuel Bundle with Air Backfill, Annals Of Nuclear Energy,25, 1253-1262, 1998.
Baysal, E., Investigation of Steady State Three Dimensional Heat Transfer in Candu Fuel Rod Containing Natural Uranium and Thorium Fuel Through Finite Difference Method, M. Sc. Thesis in Turkish, Gazi University, Institute of Science and Technology, Ankara, Turkey, 2003.
Yapıcı H, Temperature distribution in mixed ThO2-UO2 fuel rods located in blanket of an inertial fusion energy breeder, Annals Of Nuclear Energy, 29, 2187-2209, 2002.
Yapıcı, H., Ipek, O., Ozceyhan, V., Temperature distribution in nuclear rod and variation of the neutronic performance parameters in (D-T) driven hybrid reactor system, Annals Of Nuclear Energy, 28, 1825-1850, 2001
Yapıcı, H., Ipek, O., Ubeyli, M., “Investigation of the Performance Parameters and Temperature Distribution in Fuel Rod Dependent on Operation Periods and First Wall Loads in Fusion–fission Reactor System Fueled with ThO2”, Energy Conversion and Management, 44: 573–595, 2003.
Incropera, F., P., Dewıtt, D., P., Fundamentals of Heat and Mass Transfer, Purdue University, School of Mechanical Engineering, John Wiley & Sons, 1996.
Özışık, M. N., Finite Difference Methods in Heat Transfer, Mechanical and Aerospace Engineering Department, North Carolina State University, 1994.
Childs K. W., “Heatıng 7.2 User's Manual” NUREG/CR-0200, Revision 6, Volume 2, Section F10, ORNL/NUREG/CSD-2/V2/R6, Oak Ridge National Laboratory, 2000.
Petrie L. M., “SCALE System Driver”, NUREG/CR-0200, Revision 6, 3, Section M1, ORNL/NUREG/CSD-2/R6, Oak Ridge National Laboratory, 2000.
Greene N. M., Petrie, L. M., “XSDRNPM, A One-Dimensional Discrete-Ordinates Code for Transport Analysis”, NUREG/CR-0200, Revision 6, 2, Section F3, ORNL/NUREG/CSD-2/V2/R6, Oak Ridge National Laboratory, 2000.
http://www.webelements.com/ The University of Sheffield and WebElements Ltd, UK, 2004.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

-

Bölüm

-

Yazarlar

H. Mehmet Şahin Bu kişi benim

Eşref Baysal Bu kişi benim

Adem Acır Bu kişi benim

Yayımlanma Tarihi

10 Nisan 2013

Gönderilme Tarihi

10 Nisan 2013

Kabul Tarihi

-

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2005 Cilt: 20 Sayı: 3

IZ

https://izlik.org/JA92CW42SX

Kaynak Göster

RIS / Bibtex

APA

Şahin, H. M., Baysal, E., & Acır, A. (2013). ThO2–UO2 YAKIT KARIŞIMINI İÇEREN CANDU YAKIT ÇUBUKLARINDAKİ SICAKLIK DAĞILIMININ SAYISAL ÇÖZÜMLENMESİ. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 20(3). https://izlik.org/JA92CW42SX

AMA

1.Şahin HM, Baysal E, Acır A. ThO2–UO2 YAKIT KARIŞIMINI İÇEREN CANDU YAKIT ÇUBUKLARINDAKİ SICAKLIK DAĞILIMININ SAYISAL ÇÖZÜMLENMESİ. GUMMFD. 2013;20(3). https://izlik.org/JA92CW42SX

Chicago

Şahin, H. Mehmet, Eşref Baysal, ve Adem Acır. 2013. “ThO2–UO2 YAKIT KARIŞIMINI İÇEREN CANDU YAKIT ÇUBUKLARINDAKİ SICAKLIK DAĞILIMININ SAYISAL ÇÖZÜMLENMESİ”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 20 (3). https://izlik.org/JA92CW42SX.

EndNote

Şahin HM, Baysal E, Acır A (01 Mart 2013) ThO2–UO2 YAKIT KARIŞIMINI İÇEREN CANDU YAKIT ÇUBUKLARINDAKİ SICAKLIK DAĞILIMININ SAYISAL ÇÖZÜMLENMESİ. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 20 3

IEEE

[1]H. M. Şahin, E. Baysal, ve A. Acır, “ThO2–UO2 YAKIT KARIŞIMINI İÇEREN CANDU YAKIT ÇUBUKLARINDAKİ SICAKLIK DAĞILIMININ SAYISAL ÇÖZÜMLENMESİ”, GUMMFD, c. 20, sy 3, Mar. 2013, [çevrimiçi]. Erişim adresi: https://izlik.org/JA92CW42SX

ISNAD

Şahin, H. Mehmet - Baysal, Eşref - Acır, Adem. “ThO2–UO2 YAKIT KARIŞIMINI İÇEREN CANDU YAKIT ÇUBUKLARINDAKİ SICAKLIK DAĞILIMININ SAYISAL ÇÖZÜMLENMESİ”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 20/3 (01 Mart 2013). https://izlik.org/JA92CW42SX.

JAMA

1.Şahin HM, Baysal E, Acır A. ThO2–UO2 YAKIT KARIŞIMINI İÇEREN CANDU YAKIT ÇUBUKLARINDAKİ SICAKLIK DAĞILIMININ SAYISAL ÇÖZÜMLENMESİ. GUMMFD. 2013;20. Available at https://izlik.org/JA92CW42SX.

MLA

Şahin, H. Mehmet, vd. “ThO2–UO2 YAKIT KARIŞIMINI İÇEREN CANDU YAKIT ÇUBUKLARINDAKİ SICAKLIK DAĞILIMININ SAYISAL ÇÖZÜMLENMESİ”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 20, sy 3, Mart 2013, https://izlik.org/JA92CW42SX.

Vancouver

1.H. Mehmet Şahin, Eşref Baysal, Adem Acır. ThO2–UO2 YAKIT KARIŞIMINI İÇEREN CANDU YAKIT ÇUBUKLARINDAKİ SICAKLIK DAĞILIMININ SAYISAL ÇÖZÜMLENMESİ. GUMMFD [Internet]. 01 Mart 2013;20(3). Erişim adresi: https://izlik.org/JA92CW42SX