Bir yüksek sıcaklık nükleer reaktörünün farklı yakıtlar kullanılarak nötronik analizinin yapılması

Enerjiye her geçen gün daha fazla ihtiyaç duyan dünyanın kullanabileceği temiz ve sürdürülebilir enerji kaynaklarından biriside nükleer enerjidir. Özellikle IV. nesil nükleer santrallerde farklı tipteki nükleer yakıtlarında kullanılabilmesi nükleer enerjinin ileriki yıllarda gerekliliğini artıracaktır. Yapılmış olan bu çalışmada bir Gaz Türbin - Modüler Helyum Reaktöründe (GT-MHR) alternatif yakıt kaynaklarının (Silah sınıfı plütonyum -WGrPu-, reaktör sınıfı plütonyum -RGrPu-, minör aktinidler -MA-) toryum ile karışımlarının nötronik performansları incelenmiştir. İlk basamak olarak uranyum kullanan orjinal yakıtın performansı incelenmiş ve bu yakıtın başlangıç değerine sahip efektif çoğalma katsayısı (keff) değeri saptanmıştır. Bu değere göre silah sınıfı plütonyum için %19 WGrPu - % 81 Toryum karışmının uygun olduğu, diğer tipteki yakıtların ise ilgili başlangıç keff değerine hiçbir şekilde ulaşamadığı görülmüştür. İstenen değere ulaşamayan yakıtların bazı karışımlarının (% 50 RGrPu - % 50 Toryum, %90 RGrPu - %10 Toryum ve %90 MA - %10 Toryum) nötronik performansları incelenmiştir. İnceleme için MCNP programı ile yakıtların zamana bağlı olarak yanmasını hesaplayan ve MCNP ile ORIGEN 2.2 arasında arayüz görevi gören MONTEBURNS kodu kullanılmıştır. Tüm zamana bağlı hesaplamalar keff değeri 1,05'e kadar yapılmıştır. Orijinal yakıt için çalışma süresi 475 gün ve yanma değeri 44,14 GWd/tHM olarak bulunmuştur. Bunun yanında %19 WGrPu - %81 Toryum karışımı için yakıtın çalışma süresi 975 gün, yanma değeri ise 99,17 GWd/tHM olarak hesaplanmıştır. Diğer alternatif yakıtlar için ise çalışma süresi ve yanma değerleri sırası ile %50 RGrPu - %50 Th için 175 gün ve 17,59 GWd/tHM, %90 RGrPu - %10 Th için 1895 gün ve 174,64 GWd/tHM ve %90 MA - %10 Th için 75 gün ve 10,08 GWd/tHM olarak hesaplanmıştır.Anahtar Kelimeler : Gaz Türbin - Modüler Helyum Reaktörü, GT - MHR, alternatif nükleer yakıtlar, nükleer reaktörler