POTENTIAL OF A CATALYZED (D,D) FUSION-DRIVEN HYBRID REACTOR FOR THE REGENERATION OF LWR SPENT FUEL

Abstract

The potential of a catalyzed (D, D) fusion-driven hybrid blanket is investigated for the regeneration of light water reactor spent fuel. Total enrichment grade is 2.172 % at beginning of regeneration. The hybrid blanket has excellent neutronic performance and is investigated to achieve different cumulative fission fuel enrichment (CFFE) grades. A regeneration period of up to 36 months is investigated by a plant factor of 75% under a first wall catalyzed (D, D) fusion neutron current load of 10 14. Neutron (14.1 MeV)/cm 2. s and 10 14 neuton (2.45 MeV)/cm 2. s. This corresponds to a first wall load of 2.64 MW/m 2. Regeneration periods of 12, 20, 28 and 36 months are considered, resulting in final enrichment grades of 3.0, 3.5, 4.0, and 4.5 %, respectively. The blanket energy multiplication M is quite high and increases only by ~ 30 % in 36 months. The electricity production remains fairly constant during this period. Consequently, this power exploits the non-nuclear island very well. At the same time, the peak-to-average fission power density ratio ? decreases by ~10 %.

Keywords

• Regeneration, Spent fuel, LWR

LWR'DE KULLANILMIŞ YAKITIN YENİLENMESİ İÇİN KATALİZE (D, D) FÜZYON SÜRÜCÜLÜ BİR HİBRİD REAKTÖRÜN POTANSİYELİ

Öz

Hafif su reaktörü kullanılmış yakıtı yenilemesi için katalize (D, D) füzyon sürücülü bir hibrid reaktörünün potansiyeli incelendi. Yenilemenin başlangıcında toplam zenginleştirme yüzdesi % 2.172 olarak ele alındı. Ele alınan hibrid blanket mükemmel nötronik perfonmans gösterdi ve değişik kümülatif fisyon yakıtı zenginleştirme oranları elde etmek için araştırma yapıldı. 10 14 nötron (14.1 MeV)/cm 2 s ve 10 14 nötron (2.45 MeV)/cm 2 s.'lik bir cidar katalize (D, D) füzyon nötron akı yüküne maruz blanket, 36 aya kadarlık yakıt yenileme peryodu % 75'lik bir tesis faktörü ile araştırıldı. Bu 2.64 MW/m 2 'lik bir cidar yüküne tekabül etmektedir. 12, 20, 28 ve 36 ay yenileme periyotları için sırayla 3.0, 3.5, 4.0 ve % 4.5 zenginleştirme yüzdeleri elde edildi. M blanket enerji çoğalım katsayısı oldukça yüksek olup ve 36 ayda sadece % 30 oranında artmıştır. Dolayısıyla elektrik üretimi bu periyot süresince oldukça sabit kalır. Aynı zamanda ? maksimum güç yoğunluğun ortalamasına oranı yaklaşık % 10 mertebesinde azalmaktadır.

Anahtar Kelimeler

• Yenileme, Kullanılmış yakıt, Hafif su reaktörü