Novas concepções em transmutadores isotópicos

• Autor(a) principal: Wagner Leite Araujo
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/52972
• topic: Geradores de nêutrons; Geradores de radioisótopos; Fusão d-d; Acelerador de dêuterons; Transmutação nuclear; Engenharia nuclear; Geradores de radioisótopos; Fusão nuclear; Aceleradores de partículas

A presente tese apresenta o conceito das Células Fusoras Transmutadoras Isotópicas, que consistem de sistemas unitários capazes de gerenciar os principais processos elétromagnéticos e nucleares para executar a transmutação isotópica de nuclídeos. A tecnologia consiste em induzir reações de fusão entre isótopos de hidrogênio, por meio de aceleradores compactos, gerando nêutrons como produto, que são moderados e confinados no sítio de transmutação. O trabalho se inicia na abordagem da tecnologia de geradores de nêutrons, seguida de conceitos em plasmas e avaliações de campos eletromagnéticos no plasma. Posteriormente, um circuito multiplicador de tensão é investigado, como resultado, foi esquematizado e simulado um circuito capaz de gerar diferenças de potenciais acima de 200 kV para alimentar os aceleradores reportados neste trabalho. Em seguida, o projeto de um acelerador de dêuterons, baseado em múltiplos feixes, é modelado com base em dados semiempíricos, empregados para otimizar a corrente de dêuterons. Esse acelerador foi simulado em arquitetura tridimensional, o que permitiu avaliar o comportamento do campo elétrico no cabeçote do acelerador, bem como a trajetória dos feixes em perfis energéticos, proporcionando uma corrente de cerca de 200 mA no alvo. Em continuidade, os parâmetros obtidos em simulações eletromagnéticas conduziram a cálculos e simulações nucleares que modelaram um gerador neutrônico unidirecional dotado de um sistema de blindagem, capaz de proporcionar um rendimento na ordem de 1012 nêutrons por segundo. Por fim, são apresentados quatro modelos das Células Transmutadoras, destacando seus principais componentes e funcionalidades. As Células foram simuladas em código eletromagnético e nuclear. Os resultados mostraram surgências que atingiram a ordem de 1013 nêutrons por segundo. Tais índices no interior das Células viabilizam suas aplicações, tendo como base transmutações de diversos radionuclídeos estudados e relatados nesta tese.