Podrobno

Aktivacija notranjih komponent sredice malih modularnih reaktorjev
ID Bevc, Melisa (Avtor), ID Snoj, Luka (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu, ID Ambrožič, Klemen (Komentor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (42,02 MB)
MD5: DC229EE3E688F64B3626753938A95F87

Izvleček
Med obratovanjem jedrskega reaktorja se nevtroni pri procesu aktivacije absorbirajo v stabilnih jedrih strukturnih materialov in inducirajo njihovo radioaktivnost. Aktivirani materiali v fazi razgradnje elektrarne predstavljajo večji del radioaktivnih odpadkov, katerih količino in vrsto je potrebno določiti. V zadnjih letih se je razvoj na področju jedrske tehnologije usmeril tudi v manjše in bolj modularne zasnove reaktorjev moči do 300 $\mathrm{MW_e}$, ki se glede na velike reaktorje moči velikostnega reda $\mathrm{GW_e}$ razlikujejo v več lastnostih. Ena od razlik je, da bi komponente izdelali v tovarnah s krajšim časom izgradnje na lokaciji. Vendar pa razlika v velikosti vodi tudi v slabšo ekonomijo nevtronov, kar pomeni, da več nevtronov na enoto moči pobegne iz reaktorja in interagira z nuklidi strukturnih materialov, kot je npr. jeklo v reaktorski posodi. V magistrskem delu sem s pomočjo transportne enačbe v difuzijski aproksimaciji ocenila pobeg nevtronov v malem modularnem reaktorju NuScale, ki je trenutno edini modularni reaktor, ki ga je odobrila ameriška uprava za jedrsko varnost (U.S. N.R.C.) ter ga primerjala s pobegom nevtronov večjega reaktorja Nuklearne elektrarne Krško. Primerjavo sem ponovila še s programom za transport nevtronov z metodo Monte Carlo MCNP in programom za aktivacijsko analizo JSIR2S. Rezultati izračunov se ujemajo s teoretično napovedjo in kažejo na večje aktivnosti komponent in pobeg nevtronov pri manjšem reaktorju. Vključila sem tudi izračun difuzijske konstante materialov, iz katerih so izdelane komponente reaktorja NuScale, ter izračun hitrosti kontaktnih doz. Rezultati kažejo, da k skupni aktivnosti največ prispevajo nuklidi $\mathrm{^{55}Fe}$, $\mathrm{^{51}Cr}$, $\mathrm{^{63}Ni}$ in $\mathrm{^{56}Mn}$. Najbolj aktivirani komponenti reaktorja NuScale glede na izračune pa sta reflektor in plašč sredice.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:Mali modularni reaktorji, NuScale, MCNP, FISPACT-II, JSIR2S, nevtronska aktivacija, Nuklearna elektrarna Krško, radioaktivni odpadki
Vrsta gradiva:Magistrsko delo/naloga
Tipologija:2.09 - Magistrsko delo
Organizacija:FMF - Fakulteta za matematiko in fiziko
Leto izida:2025
PID:20.500.12556/RUL-174856 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:252937731 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:10.10.2025
Število ogledov:169
Število prenosov:43
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Activation of internal core components in small modular reactors
Izvleček:
During the operation of a nuclear reactor, neutrons are absorbed in stable nuclei of structural materials through the process of activation, inducing their radioactivity. In the decommissioning phase of a nuclear power plant, these activated materials represent a significant portion of the radioactive waste, whose quantity and composition must be determined. In recent years, developments in nuclear technology have shifted towards smaller and more modular designs with a power output of up to 300 $\mathrm{MW_e}$, which differ from large, $GW$-scale reactors in several aspects. One of these differences is that components would be manufactured in factories with shorter construction times on site. However, their reduced size results in poorer neutron economy, meaning that more neutrons per unit of power escape from the reactor and interact with the nuclei of structural materials, such as the reactor pressure vessel. In this master's thesis, neutron leakage in the small modular reactor NuScale was estimated using the transport equation in the diffusion approximation. NuScale is currently the only modular reactor approved by the U.S. Nuclear Regulatory Commission (U.S. NRC). The results were compared to the neutron leakage from the larger reactor at the Krško Nuclear Power Plant. The comparison was repeated using results from the Monte Carlo neutron transport code MCNP and the activation analysis code JSIR2S. The results are in agreement with theoretical predictions and indicate higher component activation and neutron leakage in the smaller reactor. The diffusion coefficients of the materials used in NuScale reactor components were also calculated, along with contact dose rate estimations. The results show that nuclides which contribute the most to the total activity are $\mathrm{^{55}Fe}$, $\mathrm{^{51}Cr}$, $\mathrm{^{63}Ni}$ and $\mathrm{^{56}Mn}$. According to calculations, the most activated components of the NuScale reactor are the reflector and the core barrel.

Ključne besede:Small modular reactors, NuScale, MCNP, FISPACT-II, JSIR2S, neutron activation, Krško Nuclear Power Plant, radioactive waste

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj