Celem niniejszej pracy jest analiza wybranych parametrów pracy reaktora hybrydowego opartego na geometrii typu „Mirror”, ze szczególnym naciskiem na zagadnienia bezpieczeństwa.
Rozdział 1 zawiera przegląd globalnych zasobów energetycznych i opisuje prognozy oraz wybrane scenariusze dalszego rozwoju energetyki (elektroenergetyki oraz gospodarki paliwowej), przyszłościowe źródła i sposoby pozyskiwania energii, a także porusza podstawowe cele pracy ujęte w formie tez.
Rozdział 2 zawiera opis numerycznego modelu reaktora przygotowanego do przeprowadzenia obliczeń neutronowych z użyciem pakietów MCNP oraz MCB bazujących na metodzie Monte Carlo, jak również opis modelu przygotowanego do obliczeń termohydraulicznych z wykorzystaniem pakietu obliczeniowego ANSYS Multiphysics Workbench. Rozdział zawiera wybrane cechy użytych materiałów (materiały konstrukcyjne, paliwo, chłodziwo, …) zarówno od strony własności jądrowych, jak też od strony makroskopowych własności fizycznych (np. termodynamicznych). Ponadto w rozdziale poruszane są takie zagadnienia, jak kryteria doboru materiałów ze względu na kluczowe własności w obszarze zapewnienia bezpiecznej pracy układu oraz warianty orientacji przestrzennej urządzenia.
Rozdział 3 podzielony został na dwa główne podrozdziały, w których kolejno zamieszczone zostały: wyniki obliczeń transportu neutronów (takie, jak rozkład strumienia neutronów, radialny i osiowy rozkład mocy, produkcja trytu, czy uszkodzenia radiacyjne) oraz wyniki obliczeń termohydraulicznych dotyczących przede wszystkim warunków pracy pierwszej ściany w kontekście obciążenia cieplnego pochodzącego od plazmy oraz mechanicznego wynikającego z geometrii oraz orientacji przestrzennej urządzenia.
Rozdział 4 zawiera analizę wybranych scenariuszy awarii, jakie potencjalnie mogą wystąpić w omawianym reaktorze hybrydowym (wzorowanych na historycznych incydentach, a także prawdopodobnych zdarzeń, jakie mogą mieć miejsce w tego typu konstrukcjach – wynikających z własności mechanicznych i przestrzennej orientacji urządzenia). Rozdział zawiera również omówienie proponowanych metod działań na wypadek groźby wystąpienia poważnej w skutkach awarii.
Rozdział 5 zawiera wyniki obliczeń oraz ich analizę dla procesu wypalania paliwa w strumieniu neutronów zawierającym składową 14MeV.
Rozdział 6 zawiera krótkie podsumowanie i dyskusję otrzymanych wyników oraz wymienia najważniejsze wnioski, a także wskazuje potencjalne kierunki przyszłych badań w obszarach omawianych w niniejszej pracy.
ANALYSIS OF FUSION-FISSION HYBRID MIRROR TYPE REACTOR WITH LiPb EUTHECTIC AS A COOLANT ORIENTED ON SAFETY QUESTION CONSIDERATION.
Main goal of this work is an analysis of chosen parameters of „Mirror" type nuclear hybrid reactor, with special attention for safety issue.
Chapter 1 consists review of global energy resources and fuels and describes predictions and scenarioes on subsequent development of energetics, future energy sources and supply.
Chapter 2 consists description of fixed numerical model of nuclear reactor for neutronic calculation with MCNP and MCB based on Monte Carlo method as well as fixed numerical model appropriate for thermal hydraulic calculation based on ANSYS Multiphysics Workbench. Chapter consists certain properties of used materials (building materials, fuel, coolant, ...) e.g. nuclear, thermodynamic, etc. Furthermore, selection criteria for crucial questions (e.g. nuclear safety) and spatial orientation possibilities are also put into discussion.
Chapter 3 is fragmented on two sub-chapters, for two major subsections for two primary questions, namely: results of neutron transport calculation (e.g. axial and radial neutron flux distribution, power distribution, tritium production and radiation damages) and results of thermal hydraulic calculation first of all oriented on First Wall operational conditions on the context heat load from plasma and mechanical load from geometry and spatial orientation of device.
Chapter 4 consists an analysis of selected accident scenarioes which potentially may occur during operation of discussed hybrid reactor (modelled on historical and probable incidents which may occur as a result of mechanical properties and spatial orientation of device). It consists also discussion of proposed methods in case of occurance of serious accident.
Chapter 5 consists the results of calculations and its analysis for burnup of fuel in neutron flux includingl4 MeV neutron flux component.
Chapter 6 consists brief summary and discussion of results and a list of most important conclusions. Moreover it indicate potential directions for prospective research.
