Monte Carlo tekniği kullanılarak füzyon tokamak reaktörlerinde nötronik hesaplamalar
Neutron transport calculations for fusion tokamak reactors by using Monte Carlo method
Yazar: MEHTAP GÜNAY
Danışman: PROF.DR. BAŞAR ŞARER
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2004
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada, APEX hibrit reaktörleri incelenmiş ve yeni modeller tasarlanmıştır. APEX füzyon teknolojisinin diğer fuzyon teknolojilerinden üstünlüğü, reaktörde ilk katı duvar yerine hızlı akan bir sıvı duvar kullanılmasıdır. Bu sıvı duvarın avantajı, yapı malzemesi hasarlarım azaltarak bu malzemelerin ömrünü reaktör ömür seviyesine getirmesi, ayrıca yüksek nötron duvar yüküne imkân sağlamasıdır. Çalışmada ilk olarak ilk sıvı duvar, blanket ve koruyucu bölgelerinde akışkan olarak, flibedeki (Lİ2BeF4) Li'yi oluşturan ^i ve 7Li oranlan, %0-100 arasında değiştirilerek flibe kullanılmıştır. 6Li ve7Li'nin değişen oranlan için kaynak nötron basma trityum üretim oram (TBR) ve enerji üretim faktörü (M) hesaplanmıştır. Çalışmada ikinci olarak 22 farklı APEX hibrit reaktör modelleri sunulmuştur. Birinci modelde ilk sıvı duvar, blanket ve zırh bölgelerinde akışkan olarak doğal flibe (*Li: %7,5, 7Li: 92,5, 9Be: %100, 19F: %100) kullanılmıştır. Diğer modellerde aynı bölgelerde akışkan olarak, doğal flibe ile birlikte sırasıyla ThF4, TI1O2 ve Th fertil (üretken yakıt) %2-20 arasında kullanılmıştır. Bu oranlara göre kaynak nötron basma trityum üretim oram, enerji üretim faktörü, toplam fisyon reaksiyon sayısı, füzyon nötronlan basma Asil malzeme üretim hızı, açığa çıkan toplam fisyon enerjisi, fisyon ve füzyon reaksiyonlan sonucunda açığa çıkan ortalama enerji hesaplanmıştır. Çalışma sonunda 6Li zenginliğinin azalması ve 7Li zenginliğinin artması ile TBR'nin arttığı M'nin azaldığı saptanmıştır. Doğal flibe için (%100) TBR değeri 1,23 civarında, M değeri de 1,74 civarında bulunmuştur. TI1F4, TI1O2 ve Th oranlan %0-20 arasında arttıkça TBR'nin azaldığı, M, toplam fisyon reaksiyon sayısı, fisil malzeme üretim oram, fisyon enerjisi, ortalama enerji ve ortalama toplam enerji değerlerinin arttığı saptanmıştır. ANAHTAR KELİMELER: APEX, Monte Carlo, MCNP, Hibrit reaktör, sıvı duvar, sıvı ilk duvar, fuzyon. m

Abstract:
In this study APEX hibrit reactors are investigated and it has been projected the new models. The superiority of the APEX fusion technology from the other fusion technologies is that there has been used in reactor a fluid wall which fast flowing instead of first solid wall. The advantage of this fluid wall is to extend the life of structural material to that reactor by reducing the rate of damage on the structural material. It also allows high neutron wall loads. In this study first of all, the fluid used on the first liquid wall, blanket and shield zones flibe which changes between %0-100 proportion 6Li and 7Li forming at Li on the fiibe (Lİ2BeF4). The tritium production rate per source neutron (TBR) and the energy production factor (M) has been examineted of 6Li and 7Li for change proportions. Secondly all of those has been shown 22 different APEX hybrit reactor models. The fluid used in the first model on the first liquid wall, blanket and shield zones natural flibe (6Li: %7,5, 7Li: %92,5, 9Be:%100, 19F: %100). The fluid used in the other models on the same zones fertil (pasive fuels) in order ThF4, Th02 and Th which change between %2-20 is used together with the natural flibe. According to proportions has been calculated for tritium production rate per source neutron, the energy production factor, total fision reaction number, fisil material production speed per fusion neutron, total fision energy revealing and avarage energy revealing in result fision and fusion reactions. In this study was found the TBR increase and M decrease by the decrease of 6Li enrichment and the increase of 7Li enrichment. TBR is nearly 1,23 and M is nearly 1,74 for natural flibe (%100). TBR decreases, M, the total fision reaction number, the fisil material production speed, fision energy, avarage energy and avarage total energy values increases when ThF4, Th02 and Th proportion increases between %0-20. KEYWORDS : APEX, Monte Carlo, MCNP, Hybrid reactor, liquid wall, liquid first wall, fusion. IV