Sistema híbrido fusão-fissão baseado no Tokamak - análise neutrônica da inserção do diversor

• Autor(a) principal: Natália Gonçalves Peixoto Lelis Oliveira
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/36215
• topic: Sistema híbrido; Fusão-fissão; Tokamak; Transmutação; Diversor; Engenharia nuclear; Fusão nuclear; Tokamaks; Transmutação (Quimica)

O Sistema Híbrido Fusão-Fissão baseado no Tokamak tem alto potencial para transmutação de actinídeos e produtos de fissão, os quais em sua grande maioria possuem uma longa meia-vida e alta radiotoxicidade. Este sistema constitui-se de um reator de fusão nuclear acoplado a um cobertor de fissão subcrítico denominado camada transmutadora. Neste trabalho, partindo-se de um modelo já desenvolvido no Departamento de Engenharia Nuclear, analisou-se a inserção do componente Diversor e sua influência no comportamento neutrônico da camada transmutadora. O componente Diversor está localizado ao longo da parte inferior da Câmara de Plasma e tem a função principal de extrair o calor e as cinzas geradas como produto das reações de fusão e outras impurezas do plasma. É composto por duas partes: a estrutura de suporte de aço inoxidável e os componentes de interface do plasma. Foram analisados dois modelos com representações geométricas distintas para simular o componente Diversor, a fim de avaliar se a inserção deste componente pode afetar as características do fluxo de nêutrons na camada transmutadora e, consequentemente, sua capacidade de transmutação. Os resultados obtidos indicam que os sistemas simulados com o componente Diversor apresentaram melhor desempenho tanto na transmutação quanto na conversão da camada transmutadora, em comparação ao sistema sem este componente. Isso ocorre pois o componente Diversor possibilita maior espalhamento dos nêutrons da fonte de plasma, aumentando consideravelmente a população de nêutrons que chegam na camada transmutadora. Os dados neutrônicos foram obtidos pelo código MCNP5 e os dados da variação da composição do combustível, atividade e radiotoxicidade durante a queima foram obtidos pelo ORIGEN2.1, que por meio do código MONTEBURNUS, executa de forma conectada os dois primeiros códigos.