Sombrero füzyon reaktöründe farklı termokimyasal döngüler kullanılarak nükleer hidrojen üretim potansiyelinin incelenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Gamze ŞENER

Danışman: Adem Acır

Özet:

Bu çalışmada SOMBRERO füzyon reaktöründe farklı yakıt oranları için nötronik performans analizi ve hidrojen üretim potansiyeli incelenmiştir. Hesaplamalarda %2 artış oranında %2 UO2 ve %10 UO2 aralığında nükleer yakıt kullanılmıştır. Blanket geometrisinde ilk Li2O katmanı kalınlıkları %6, %12 ve %19 olarak değiştirilmiştir. Nötronik hesaplamalar Monte Carlo yöntemi yardımı ile gerçekleştirilmiştir. İlk olarak, füzyon reaktörünün sürdürülebilirliği için trityum üretim oranı (TBR) ve blanket enerji çoğaltım faktörü (M) hesaplanmıştır. İkinci olarak, SOMBRERO füzyon reaktöründe Hibrit Sülfür-Bromür ve Hibrit Kalsiyum-Bromür termokimyasal çevrimleri kullanılarak hidrojen üretim performansı araştırılmıştır. Hesaplamalarda, M değerine bağlı olarak termal güç oranı (1-𝜓), hidrojen üretim ünitesinin toplam termal gücü (𝑃ℎ𝑝𝑓) ve hidrojen üretim miktarı (𝑚̇ ) elde edilmiştir. Hibrit Sülfür-Bromür için hidrojen üretim miktarı %2 UO2 yakıtlı blanket yapısı için 2,76 kg/s elde edilirken, %10 UO2 yakıtlı blanket yapısı için 3,78 kg/s hesaplanmıştır. %2 UO2 ve %10 UO2 yakıtlı blanket yapısı için Hibrit Kalsiyum-Bromür termokimyasal çevrimleri kullanılarak elde edilen hidrojen üretimi ise sırasıyla 3,29 kg/s ve 4,52 kg/s olarak hesaplanmıştır. Sonuç olarak blankette ilk Li2O katmanı kalınlıkları ve kullanılan yakıt oranının artırılması ile hem nötronik hem de hidrojen üretim performansının arttığı görülmüştür.

Anahtar Kelimeler : OMBRERO, füzyon, nötronik, hibrit sülfür-bromür, hibrit kalsiyum-bromür, termokimyasal, nükleer hidrojen