Thesis (DTech (Electrical Engineering))--Cape Peninsula University of Technology, 2016. / The widespread application of nuclear science and technology has been the subject of much concern as well as nuclear safety issues. And to ensure the safety of public life, property and environment, it is indispensable to improve the emergency system for nuclear accidents and the environmental monitoring system for nuclear radiation, so that the occurrence of nuclear accidents, terrorist incidents and the resulting hazards can be prevented or minimized. Due to the benefits of radiation which were earlier and now recognized in the use of X-rays for medical diagnosis and then later with the discoveries of radiation and radioactivity, there was rush in exploiting the medical benefits which eventually led fairly to the recognition of the risks and induced harm associated with it. Thus, only the most obvious harms resulting from high doses of radiation, such as radiation burns, were initially observed and protection efforts were focused on their prevention, mainly for practitioners rather than patients. Subsequently, it was gradually recognized that there were other, less obvious, harmful radiation effects such as radiation-induced cancer, for which there is certain risk even at low doses of radiation.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:50:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:58:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 00564.pdf: 1028671 bytes, checksum: 3dcd1ac2de3b700115cf35bed8c5ce22 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IEA/D / Instituto de Energia Atomica - IEA

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:25:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:00:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 00988.pdf: 3339929 bytes, checksum: 27ead5c2fe041a5b93b6fa5c9a4df73f (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IEA/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:33:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:05:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A demanda crescente na complexidade, eficiência e confiabilidade nos sistemas industriais modernos têm estimulado os estudos da teoria de controle aplicada no desenvolvimento de sistemas de Monitoração e Detecção de Falhas. Neste trabalho foi desenvolvida uma metodologia inédita de Monitoração e Detecção de Falhas através do algoritmo GMDH e Redes Neurais Artificiais (RNA) que foi aplicada ao reator de pesquisas do IPEN, IEA-R1. O desenvolvimento deste trabalho foi dividido em duas etapas: sendo a primeira etapa dedicada ao pré-processamento das informações, realizada através do algoritmo GMDH; e a segunda o processamento das informações através de RNA. O algoritmo GMDH foi utilizado de duas maneiras diferentes: primeiramente, o algoritmo GMDH foi utilizado para gerar uma melhor estimativa da base de dados, tendo como resultado uma matriz denominada matriz_z, que foi utilizada no treinamento das RNA. Logo após, o GMDH foi utilizado no estudo das variáveis mais relevantes, sendo estas variáveis utilizadas no processamento das informações. Para realizar as simulações computacionais, foram propostos cinco modelos: Modelo 1 (Modelo Teórico) e Modelos 2, 3, 4 e 5 (Dados de operação do reator). Após a realização de um estudo exaustivo dedicado a Monitoração, iniciou-se a etapa de Detecção de Falhas em sensores, onde foram simuladas falhas na base de dados dos sensores. Para tanto as leituras dos sensores tiveram um acréscimo dos seguintes valores: 5%, 10%, 15% e 20%. Os resultados obtidos utilizando o algoritmo GMDH na escolha das melhores variáveis de entrada para as RNA foram melhores do que aqueles obtidos utilizando apenas RNA, o que viabiliza o uso da nova metodologia de Monitoração e Detecção de Falhas em sensores apresentada. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:26:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 11265.pdf: 2929018 bytes, checksum: 9a8d3e1d93adb583d2ea91814a4100de (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:46:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:09:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 09057.pdf: 12808764 bytes, checksum: 970b3a8c12068b9ea0e88948bbcda318 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:26:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:10:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 00721.pdf: 1565696 bytes, checksum: 317165c778a10488d3c186dc5f2ba1fc (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IEA/D / Instituto de Energia Atomica - IEA

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-10-22T17:03:19Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-10-22T17:03:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A operação segura e confiável de usinas nucleares não depende só da excelência técnica do projeto e construção, mas também das pessoas e da organização. Por essa razão, a importância dos fatores organizacionais nos mecanismos causais de acidentes tem sido reconhecida por uma série de organizações de pesquisas na Europa, EUA e Japão. Deficiências nesses fatores revelam fragilidades na cultura de segurança da organização. Uma preocupação básica na avaliação de uma cultura de segurança é garantir que os instrumentos de pesquisa sejam válidos e confiáveis. Nas áreas de saúde e de segurança do trabalho há uma série de instrumentos para avaliar a cultura de segurança, para os quais são apresentados estudos de suas proporiedades psicométricas (confiabilidade e validade), mas muito pouco com essas qualidades na área nuclear. No caso específico do Brasil, nenhum. Portanto, o principal objetivo deste trabalho foi desenvolver um modelo capaz de avaliar com medidas válidas e confiáveis a cultura de segurança de instalações nucleares. O instrumento de pesquisa foi desenvolvido com base em princípios psicométricos estabelecidos para pesquisas quantitativas e, portanto, foram realizadas a análise da confiabilidade e as validações de conteúdo, de face e de construto. O instrumento foi aplicado nos institutos de pesquisa da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN), obtendo-se um total de 226 questionários respondidos. Os resultados da pesquisa possibilitaram caracterizar demograficamente os respondentes e identificar muitos aspectos fortalecidos, mas também algumas fragilidades na cultura de segurança dos institutos avaliados. O instrumento apresentou boas evidências de confiabilidade com o coeficiente alpha de Cronbach de 0,95 para o instrumento como um todo. A validação de construto foi realizada por meio de uma análise fatorial utilizando-se a Análise de Componentes Principais (ACP) e rotação fatorial ortogonal Varimax. Os resultados da análise fatorial permitiram concluir que o instrumento possui boas evidências de validade de construto, mas também sugeriram alguns ajustes no caso de uma nova aplicação do instrumento. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Master of Science / Department of Mechanical and Nuclear Engineering / Hitesh Bindra / Storing excess thermal energy in a storage media that can later be extracted during peak-load times is one of the better economical options for nuclear power in future. Thermal energy storage integration with light water-cooled and advanced nuclear power plants is analyzed to assess technical feasibility of different storage media options. Various choices are considered in this study; molten salts, synthetic heat transfer fluids, and packed beds of solid rocks or ceramics. In-depth quantitative assessment of these integration possibilities are then analyzed using exergy analysis and energy density models. The exergy efficiency of thermal energy storage systems is quantified based on second law thermodynamics. The packed bed of solid rocks is identified as one of the only options which can be integrated with upcoming small modular reactors. Directly storing thermal energy from saturated steam into packed bed of rocks is a very complex physical process due to phase transformation, two phase flow in irregular geometries and percolating irregular condensate flow. In order to examine the integrated physical aspects of this process, the energy transport during direct steam injection and condensation in the dry cold randomly packed bed of spherical alumina particles was experimentally and theoretically studied. This experimental setup ensures controlled condensation process without introducing significant changes in the thermal state or material characteristics of heat sink. Steam fronts at different flow rates were introduced in a cylindrical packed bed and thermal response of the media was observed. The governing heat transfer modes in the media are completely dependent upon the rate of steam injection into the system. A distinct differentiation between the effects of heat conduction and advection in the bed were observed with slower steam injection rates. A phenomenological semi-analytical model is developed for predicting quantitative thermal behavior of the packed bed and understanding physics. The semi-analytical model results are compared with the experimental data for the validation purposes. The steam condensation process in packed beds is very stable under all circumstances and there is no effect of flow fluctuations on thermal stratification in packed beds. With these experimental and analytical studies, it can be concluded that packed beds have potential for thermal storage applications with steam as heat transfer fluid. The stable stratification and condensation process in packed beds led to design of a novel passive safety heat removal system for advanced boiling water reactors.

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