• شماره ركورد
    25388
  • شماره راهنما
    NUC3 34
  • عنوان

    طراحي نوترونيكي يك راكتور ماژولار كوچك بومي با استفاده از سوخت مقاوم به حادثه (ATF) و بررسي اثر تركيبات سوخت بر ديناميك و پايداري قلب راكتور

  • مقطع تحصيلي
    دكتري
  • رشته تحصيلي
    مهندسي هسته اي - راكتور
  • دانشكده
    فيزيك
  • تاريخ دفاع
    1404/08/28
  • صفحه شمار
    96 ص .
  • استاد راهنما
    غلامرضا انصاري فر
  • استاد مشاور
    دكتر محمدحسين زاهدي يگانه
  • كليدواژه فارسي
    راكتور ماژولار كوچك , غلاف مقاوم به حادثه , محاسبات نوترونيكي , محاسبات پايداري ديناميك قلب راكتور
  • چكيده فارسي
    در پاسخ به‌ضرورت افزايش حاشية ايمني رآكتورهاي هسته‌اي نسل كنوني در مواجهه با حوادث، اين پژوهش بر توسعه و غلاف‌هاي مقاوم به حادثه تمركز دارد. بر اين اساس، يك طرح نوترونيكي بومي براي يك راكتور ماژولار كوچك (SMR) با قابليت‌هاي ايمني غيرفعال و اقتصادي مطلوب پيشنهاد شده است. راكتور مورد مطالعه، يك راكتور آب سبك تحت فشار (PWR) است كه بر پايه‌ي اصول طراحي راكتور NuScale است. با اين تفاوت كه ساختار قلب آن براي بومي‌سازي و بهينه‌سازي بيشتر، به استفاده از مجتمع‌هاي سوخت شش‌ضلعي تغيير يافته است. روش‌شناسي پژوهش شامل سه مرحله كليدي بود: در گام اول، به منظور دستيابي به يك طراحي بهينه، تأثير سيستماتيك تغييرات پارامتري در مشخصات غلاف FeCrAl (شامل ضخامت، درصد كروم و آلومينيوم) و غلظت جاذب سوختني گادولينيا (Gd₂O₃) بر پارامترهاي نوترونيكي از جمله راكتيويته، ضريب اوج توان شعاعي (RPPF)، ضرايب فيدبك دمايي و كسر مؤثر نوترون‌هاي تأخيري مورد بررسي قرار گرفت. اين محاسبات با استفاده از كد MCNP6 صورت پذيرفت. به موازات اين تحليل‌ها، مدل‌هاي مبتني بر شبكه‌هاي عصبي مصنوعي (ANN) و سامانه‌هاي استنتاج عصبي-فازي تطبيقي (ANFIS) توسعه و اعتبارسنجي شدند تا امكان تخمين سريع و كم‌هزينه‌ي محاسباتي پارامترهاي نوترونيكي در مراحل بعدي بهينه‌سازي فراهم گردد. در گام دوم، قلب راكتور بومي‌سازي‌شده با استفاده از كانديداي برجسته‌ي غلاف‌هاي مقاوم به حادثه، طراحي و تحليل بر روي عملكرد نوترونيكي آن‌ها انجام شد. نهايتاً، براي تضمين عملكرد پايدار راكتور پايداري ديناميكي قلب راكتور با استفاده از معيارهاي روت-هورويتز و لياپانوف ارزيابي گرديد. نتايج تحقيقات به وضوح نشان داد كه تنظيم دقيق تركيب غلاف مي‌تواند توازن نوتروني و طول عمر سوخت را به طور چشمگيري بهبود بخشد. همچنين، دقت بالاي مدل‌هاي هوش مصنوعي در پيش‌بيني پارامترهاي طراحي تأييد شد. از منظر ديناميكي، تحليل‌ها به اين نتيجه قاطع رسيدند كه تمامي پيكربندي‌هاي قلب راكتور، به طور كامل در ناحيه‌ي پايداري ديناميكي مطلق قرار دارند، كه ايمني ذاتي و قابليت اطمينان بالاي طرح SMR پيشنهادي را براي بارگيري و رژيم‌هاي عملياتي مختلف به اثبات مي‌رساند.
  • كليدواژه لاتين
    Small Modular Reactor (SMR) , NuScale Power Reactor , Accident Tolerant Fuel (ATF) , Accident Tolerant Fuel Cladding , Neutronic Calculations , Reactor Core Dynamic Stability Calculations
  • عنوان لاتين
    Neutronic Design of a Native Small Modular Nuclear Reactor using Accident Tolerant Fuel (ATF) an‎d investigating the Effect of Fuel Compositions on the Dynamics an‎d Stability of the Reactor Core
  • گروه آموزشي
    مهندسي هسته‌اي
  • چكيده لاتين
    This study initially investigates the impact of Accident Tolerant Fuel (ATF) composition on the neutronic an‎d safety parameters of a Small Modular Reactor (SMR). Utilizing Artificial Neural Networks (ANN) an‎d Adaptive Neuro-Fuzzy Inference Systems (ANFIS), the research comprehensively examines the effects of variations in the FeCrAl cladding material an‎d changes in burnable absorber concentration on key reactor characteristics. High-precision neutronic calculations were performed using the advanced MCNP6 code, which is based on the Monte Carlo method for particle transport simulation, to eva‎luate the reactivity, radial power peaking factor, temperature feedback coefficients, an‎d delayed neutron fraction. The results indicate that cladding thickness, chromium content, aluminum content, an‎d gadolinium concentration have significant effects on neutronic parameters. Furthermore, the study reveals complex relationships between these parameters an‎d overall reactor performance, providing valuable insights for the design an‎d optimization of next-generation reactors. Subsequently, to design an indigenous small modular reactor, the reactor core was loaded with hexagonal fuel assemblies, an‎d the effects of various accident-tolerant claddings such as FeCrAl an‎d SiC on important neutronic parameters an‎d core stability were investigated. To eva‎luate the linear an‎d nonlinear stability of the reactor, the Routh–Hurwitz an‎d Lyapunov methods were employed.
  • تعداد فصل ها
    4
  • فهرست مطالب pdf
    150782
  • نويسنده

    حاجي پورقهفرخي، محمد

    • لينک به اين مدرک
    https://lib.ui.ac.ir/dl/search/default.aspx?Term=25388&Field=0&DTC=3