Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Uğur ATALAY
Danışman: Güven Tunç
Özet:
İnsanoğlunun enerji ihtiyacını karşılamak için 20. yüzyılın ikinci yarısından itibaren füzyon reaktörleri ile ilgili çalışmalar manyetik sıkıştırmalı füzyon reaktörleri üzerinde yoğunlaşarak devam etmektedir. D-T reaksiyonu ile çalışan ve bu reaktörlerin bir tipi olan tokamak reaktörlerine ait net füzyon gücü elde edilmesi, ticari olarak uygulanabilirliği, trityum üretiminin sürdürülebilirliği ve reaktör yapısal malzemelerinin seçimi konuları reaktörün hizmet verebilmesi açısından hayati öneme sahiptir. Ele alınan çalışmada, kompakt, güvenilir ve ticari olarak uygulanabilir bir kavramsal tokamak olan ARC reaktörü geometrisi uygulanmıştır. ARC reaktörü tabakaları D şekilli geometri olarak modellenip, OpenMC açık kaynak kodunda, yapısal malzemelerin ve tabakalarının nötronik performansları incelenmiştir. Bu kapsamda öncelikle, 2 farklı vakum kabı malzemesi (SiC kompozit ve V4Cr4Ti alaşımı), 4 farklı eriyik tuz çeşidi (FLiBe, FLiNaK, FLiNaBe, FLiNaRb) ve doğal Li ile 3 farklı Li-6 zenginleştirme oranlarında (%30, %60, %90) oluşturulan 32 farklı modelin trityum üretim oranı (TBR) değerleri araştırılmıştır. Ardından, TBR ≥ 1,05 olan 12 model için toksik etkisi bulunan berilyum elementinden oluşan nötron çoğaltma tabakası çıkarılarak reaktörde trityum üretiminin sürdürebilirliği incelenmiştir. Son kısımda ise, elde edilen modellerin vakum kabı iç-dış duvarları ile trityum üretimi tabakasındaki nötron akıları incelenmiştir. Tüm sonuçlar değerlendirildiğinde, TBR ≥ 1,05 şartının SiC kompozit vakum kabı malzemesinin kullanıldığı modellerde FLiBe eriyik tuzu ile sağlandığı; V4Cr4Ti vakum kabı malzemesinin kullanıldığı modellerde ise FLiBe ve FLiNaBe eriyik tuzları ile sağlandığı görülmüştür. Benzer şekilde, V4Cr4Ti vakum kabı malzemesinin kullanıldığı modellerde nötron çoğaltma tabakası çıkarıldığında TBR ≥1,05 şartı, FLiBe_NÇB_yok ve FLiNaBe_ NÇB_yok eriyik tuzları ile sağlandığı ortaya konulmuştur. Çalışma kapsamında incelenen tüm modellerde, plazmadan trityum üretim tabakasına doğru başlangıçta üretilen nötronların tabakaları geçtikçe moderasyona uğradığı görülmüştür.
Anahtar Kelimeler : Füzyon reaktörü, ARC reaktörü, trityum üretim oranı (TBR)