DOĞAL Li SOĞUTUCULU-ThSi2 YAKITLI BİR FÜZYON-FİSYON HİBRİD REAKTÖRÜNDE FARKLI TRİTYUM ÜRETİM MALZEMELERİNİN ETKİNLİĞİNİN İNCELENMESİ

Öz

Bu çalışmada ThSi₂ yakıtlı bir füzyon-fisyon hibrid  reaktör ele alınmıştır. Reaktörde soğutucu olarak doğal Li seçilmiş ve trityum üretim bölgesinde Li₂TiO₃, Li₂ZrO₃, Li₄SiO₄ ve Li₂O gibi dört farklı Li bileşikleri kullanıl­mıştır. Reaktörde füzyon nötron kaynağı olarak 14.1 MeV D-T nötronları kullanılmış ve Dt=10 gün olmak üzere 4 yıllık çalışma süresince reaktörde trityum üretimi, ²³³U izotopu üretimi,  fisyon enerjisi üretimi ve nükleer güç üretiminin değişimleri incelenmiştir. 4 yıllık reaktör işlem zamanında trityum üretiminde Li₂O, ²³³U izotopu üretiminde  ve fisyon enerjisi üretiminde Li₂ZrO₃ bileşiğinin kullanıldığı mantolar en iyi sonuçları vermiştir.

Anahtar Kelimeler

• Hibrid reaktör, füzyon, fisyon, trityum, 233U.

Kaynakça

1. “Information on Nuclear Energy for Electricity, and Uranium for It”, Uranium Information Centre (http://www.uic.com.au), Melbourne, Australia.
2. Ünak T., “What is the Potential Use of Thorium in the Future Energy Production Technology?” Progress in Nuclear Energy, Vol. 37, No. 1-4, 137-144, 2000.
3. Berwald, D.H., “Fission Suppressed Hybrid Reactor-the Fusion Breeder”, UCID-19638, Lawrence Livermore Laboratory, 1982.
4. Şahin S., Al-Kusayer T., Al-Samair M., Raoof M. A., “Neutronic Investigations of Experimental AYMAN Hybrid Blankets”, Transactions of the American Nuclear Society 1984 International Conference, 47, 151, 1984.
5. Şahin, S., Al-Kusayer, T., “244Cm as Multiplier and Breeder in a ThO2 Hybrid Blanket Driven by a (Deuterium-Tritium) Source”, Fusion Technology, 10, 1297, 1986.
6. Şahin S., Al-Kusayer T., Raoof M.A., “Preliminary Design Studies of A Cylindrical Experimental Hybrid Blanket with Deuterium-Tritium Driver”, Fusion Technology, 10, 84, 1986.
7. Şahin S., Yapıcı H., “Rejuvenation of Light Water Reactor Spent Fuel in Fusion Blankets”, Annals of Nuclear Energy, 25, 1317, 1998.
8. Şahin H. M., Yıldız K., Altınok T., Kılıç Y., “Bir Toryum Füzyon-Fisyon Reaktöründe Nükleer Atıkların Farklı Soğutucularla Değerlendirilmesi”, Journal of Polytechnic, Vol. 5, 163, 2002.

9. Yapıcı H., İpek O., “Neutronic Performance of Coupled Hybrid Blanket Fueled With ThO2 and UO2” Energy Conversion and Management, 44, 11, 1853-1873, 2003.
10. Yapıcı H, “Power Flattening of an Inertial Fusion Energy Breeder with Mixed ThO2-UO2 Fuel”, Fusion Engineering And Design, 65, 89-108, 2003.
11. Ünalan S., Ayata T., Akansu S.O., Erişen A., Bölükbaşı A., “Light and Heavy Water Cooled Hybrid Reactors for Rejuvenation of LWR Spent Fuels”, Energy Conversion and Management, 44, 2567, 2003.
12. Yıldız K., “ThC2 Yakıtlı ve Li17Pb83 Soğutuculu Bir Füzyon-Fisyon Reaktöründe Trityum Üretim Bölgesinde Farklı Li Bileşikleri Kullanılmasının Reaktör Performansına Etkilerinin Değerlendirilmesi”, Journal of Polytechnic, Vol. 7, 141-148, 2004.
13. Yapıcı, H., Bayrak, M., “Neutronic Analysis of Denaturing Plutonium in A Thorium Fusion Breeder and Power Flattening”, Energy Conversion and Management, 46, 7-8, 1209-1228, 2005.
14. Şahin S., Yapıcı H., “Neutronic Analysis of a Thorium Fusion Breeder with Enhanced Protection against Nuclear Weapon Proliferation”, Annals of Nuclear Energy, 26, 13, 1999.
15. Şahin S, Yapıcı H., Şahin N., “Neutronic Performance of Proliferation Hardened Thorium Fusion Breeders”, Fusion Engineering and Design, 54, No. 1, 63, 2000.
16. Yapıcı H., Şahin N., Bayrak M., “Investigation of Neutronic Potential of a Moderated (D–T) Fusion Driven Hybrid Reactor Fueled with Thorium to Breed Fissile Fuel for LWRs”, Energy Conversion and Management, 41, 435, 2000.
17. Şahin S., Şahin H. M., Sözen A., Bayrak M., “Power Flattenig and Minor Actinide Burning in a Thorium Fusion Breeder,” Energy Conversion and Management, 43, 799, 2002.
18. Şahin S., Yalçın Ş., Yıldız K., “Fissile Fuel Breeding with Peaceful Nuclear Explosives”, Fusion Engineering and Design, Vol. 65, 643, 2003.
19. Yıldız K., “An Investigation of the Effects of Neutron Energy-Group Structures and Resonance Treatment in a Fusion-Fission Hybrid Reactor Fuelling with ThO2”, Annals of Nuclear Energy, Vol. 32/1, 101-118, 2005.
20. Dolan T. J., Fusion Research, Pergamon Press Inc., New York, USA, 1982.
21. Lee, D.J., “Waste Disposal Assessment of HYLIFE-II Structure”, Fusion Technology, 26, 74, 1994.
22. Şahin S., Moir R. W., Ünalan S., “Neutronic Investigation of a Power Plant Using Peaceful Nuclear Explosives”, Fusion Technology, 26, 1311, 1994.
23. Futamura Y., Kawamura H., Tsuchiya K., “Tritium Breeding Materials Data Base For Fusion Reactor Blankets (4)”, Hydrogen Isotope Research Center (HRC) Annual Report, Vol. 19, 1999, Toyama University,
24. ( http://www.hrc.toyama-u.ac.jp/annual_e.html)
25. Jordan, W. C., Bowman, S. M., “Scale Cross-Section Libraries”, NUREG/CR-0200, Revision 6, Vol. 3, section M4, ORNL/NUREG/CSD-2/V3/R6, Oak Ridge National Laboratory, 2000.
26. Petrie L.M., “SCALE System Driver”, NUREG/CR-0200, Revision 6, Vol. 3, Section M1, ORNL/NUREG/CSD-2/R6, Oak Ridge National Laboratory, 2000.
27. Greene N. M., Petrie L. M., Westfall R. M., “NITAWL-II, Scale System Module For Performing Resonance Shielding and Working Library Production”, NUREG/CR-0200, Revision 6, Vol. 2, Section F2, ORNL/NUREG/CSD-2/V2/R6, Oak Ridge National Laboratory, 2000.
28. Greene N. M., “BONAMI, Resonance Self-Shielding by the Bondarenko Method”, NUREG/CR-0200, Revision 6, Vol. 2, Section F1, ORNL/NUREG/CSD-2/V2/R6, Oak Ridge National Laboratory, 2000.
29. Bondarenko I. I. (Ed.), Group Constants for Nuclear Reactor Calculations, Consultants Bureau, New York, 1964.
30. Landers N. F., Petrie L. M., “CSAS, Control Module for Enhanced Criticality Safety Analysis Sequences”, NUREG/CR-0200, Revision 6, vol. 1, Section C4, ORNL/NUREG/CSD-2/V1/R6, Oak Ridge National Laboratory, 2000.
31. Greene N. M., Petrie L. M., “XSDRNPM, A One-Dimensional Discrete-Ordinates Code For Transport Analysis”, NUREG/CR-0200, Revision 6, Vol. 2, Section F3, ORNL/NUREG/CSD-2/V2/R6, Oak Ridge National Laboratory, 2000.
32. Şahin S., Radiation Shielding Calculations For Fast Reactors (in Turkish), Gazi University, Publication # 169, Faculty of Science and Literature, Publication number 22, Ankara, Turkey, 1991.
33. Şahin S., Yapıcı H., Ünalan S., ERDEMLI, A Computer Program to Process ANISN Output Data, Gazi University, Ankara, Turkey, 1991.
34. Choppin G. R., Rydberg J., Nuclear Chemistry Theory and Applications, Pergamon Press Inc., New York, USA, 1980.