Life füzyon reaktörünün hidrojen üretim potansiyelinin incelenmesi
Investigation of hydrogen production potential of life fussion reactor
Yazar: SAMET AKTI
Danışman: PROF. DR. ADEM ACIR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Enerji = Energy ; Nükleer Mühendislik = Nuclear Engineering

Özet:
Bu tez kapsamında hidrojen üretimi için gereken yüksek ısı ihtiyacının karşılanması için ele alınan lazer sürücülü LIFE füzyon reaktöründe buhar metan reformasyonu (SMR), yüksek sıcaklıkta elektroliz (HTE) ve S-I termokimyasal çevirim yöntemleri kullanılarak zamana bağlı hidrojen üretim potansiyeli ve reaktörün nötronik performansı incelenmiştir. Zamana bağlı nötronik hesaplamalarda nötron transport kodu MCNP kullanılmıştır. Modifiye edilmiş lazer sürücülü LIFE füzyon reaktörünün yakıtı minör nükleer atıklar ve soğutucu olarak ise FLiBe seçilmiştir. Nötronik hesaplamalarda trityum üretimi (TBR), enerji çoğaltım faktörü (M), yakıt yanma değeri (BU) ve fisil yakıt yoğunluk değişimi değerleri hesaplanmıştır. Nötronik hesaplamalardan elde edilen zamana bağlı M yardımı ile SMR, HTE ve S-I hidrojen üretim yöntemleri kullanılarak hidrojen üretimi için gerekli toplam güç ve bu toplam güce bağlı olarak değişen hidrojen üretim miktarı bu tez kapsamında geliştirilen Nükleer Füzyon-Hidrojen Üretim Hesaplayıcısı kodu ile hesaplanmıştır. Hesaplamalar sonucunda ele alınan modifiye edilmiş lazer sürücülü LIFE füzyon reaktörünün kendi kendine çalışmasını sürdürebilmesi için gerekli olan TBR>1,05 koşulunu 10 yıl süre boyunca karşıladığı gözlemlenmiştir. Ayrıca LIFE füzyon reaktörünün bu 10 yıl süresince her üç yöntemle hidrojen ürettiği ve en çok hidrojenin SMR yöntemi kullanılarak elde edildiği belirlenmiştir.

Abstract:
In this thesis, time-dependent neutronic performance and hydrogen production potential were investigated by using vapor methane reforming (SMR), high temperature electrolysis (HTE) and S-I thermochemical conversion methods in the LIFE fusion reactor with laser driver which was taken to meet the high heat requirement for hydrogen production. Neutron transport code MCNP is used in time dependent neutronic calculations. The fuel of the modified LIFE fusion reactor with laser driver is selected as minor nuclear waste and the FLiBe as a coolant. Tritium production (TBR) and energy reproduction factor (M), fuel burnup value (BU) and fissile fuel density change values are calculated in neutronical calculations. The total power required for the production of hydrogen by SMR, HTE and S-I methods with the help of M from Neutron calculations is calculated by the Nuclear Fusion-Hydrogen Generation Calculator code developed in this thesis. Moreover, using same program, hydrogen production that depends on the total power and M, was investigated in the time-dependent LIFE fusion reactor. As a result of the calculations, it was determined that this reactor met TBR> 1.05 condition for 10 years and TBR and M values decreased with time. In addition, it was determined that LIFE fusion reactor produced hydrogen by all three methods during these 10 years and most hydrogen was obtained by using SMR method.