Pacer füzyon reaktöründe yakıt ve enerji üretiminin incelenmesi

Bu çalışmada; PACER füzyon reaktörü eriyik tuz bölgesinde UF4 veya TI1F4 yakıtı kullanılarak, füzyon yakıtının farklı yanma verimleri için fisyon yapabilen yakıt ve enerji üretimi araştırılmıştır. Ağır metal tuzlarının molar karışımı % 2'den % 8'e kadar değişirken, karışımda ana bileşen olarak flibe alınmıştır. Bu reaktörde; önemli miktarda fisyon yapabilen yakıt üretimi, füzyon reaksiyonun devamı için yeterli trityum üretimi (TBR), yüksek enerji üretimi ve SS-304 çeliğinde düşük radyasyon hasarı elde edilmiştir. % 2 -% 8 mol arasında değişen ağır metal bileşimine sahip bütün eriyik tuz bileşimleri için TBR değeri 1.05'den büyüktür. Buna ilaveten, füzyon yakıtının yanma verimlerine ve ağır metal tipine bağlı olarak, başka reaktörlerde yakıt olarak kullanılabilecek fisyon yapabilen izotoplar (233U yada 239Pu) üretilmiştir. Füzyon yakıtının % 100 yanma veriminde, fisyon yapabilen izotop üretim miktarları, % 2 UF4 ve % 8 UF4 karışım oranında 239Pu izotopu için sırasıyla 752 kg/yıl ve 2060 kg/yıl olarak hesaplanırken, % 2 ThF4 ve % 8 ThF4 karışım oranında ise 233U izotopu için sırasıyla 762 kg/yıl ve 2103 kg/yıl olarak hesaplanmıştır. Genel olarak, fisyon yapabilen izotop üretimi ve enerji üretiminde TI1F4 yakıt karışımı UF4 yakıt karışımından daha iyi bir performans göstermiştir. Ayrıca; eriyik tuz bölgesinde yüksek enerjili nötronların reaksiyona girmesi sonucu, 30 yıllık işletim süresi boyunca reaktör zırhındaki atomik yer değişim (dp a) ve helyum gaz üretimi azalmaktadır. İşlem zamanı boyunca helyum üretimi <2 appm hesaplanırken, atomik yer değişim miktarı 1 dpa'dan düşük bulunmuştur. Bu, hesaplanan değerler radyasyon hasar sınırlarının oldukça altında olduğu tespit edilmiştir. Bilim Kodu : 708 Anahtar kelimeler : Füzyon, Fisyon, Eriyik tuz, Radyasyon hasarı, UF4, ThF4