Orientador: Prof. Dr. José Rubens Maiorino / Tese ( doutorado)- Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2017. / O presente trabalho apresenta a análise e estudo da viabilidade de converter um reator de água pressurizada, para que opere com combustível a base de mistura de óxidos de tório e urânio (Th, U)O2, em substituição ao tradicional dióxido de urânio, com a finalidade de redução de actinídeos de longa vida, em especial plutônio, e de gerar um estoque de 233U que poderia vir a no futuro ser utilizado em ciclos de combustível avançados, em um processo mais sustentável e para aproveitar a grande reserva de tório disponível no planeta e em especial no Brasil. O reator escolhido como referência foi o AP1000, que é considerado como um dos reatores mais seguros e modernos da atual Geração III, e por sua similaridade com os reatores já consolidados e utilizados no Brasil para geração de energia elétrica. Os resultados obtidos mostram a viabilidade e potencialidade do conceito, sem a necessidade de mudanças no núcleo do AP1000, e também com vantagens relativamente a este. Os cálculos nêutronicos foram feitos pelo programa SERPENT. Os resultados forneceram uma densidade de potência linear máxima menores que o AP1000, favorecendo a segurança. Além disso a fração de nêutrons atrasados, os coeficientes de reatividade mostraram-se adequados para garantir a segurança do conceito. Os resultados mostraram que é possível uma produção de cerca de 260 Kg de 233U por ciclo, com uma produção mínima de plutônio físsil que favorece a utilização do conceito em ciclos de U-Th, no entanto os estudos apontam que sua vantagem é limitada a ciclos de combustível fechados. / This work presents the neutronics and thermal hydraulics feasibility to convert the UO2 core of the Westinghouse AP1000 in a (U-Th)O2 core, rather than the traditional uranium dioxide, for the purpose of reducing long-lived actinides, especially plutonium, and generates a stock pile of 233U, which could in the future be used in advanced fuel cycles, in a more sustainable process and taking advantage of the large stock of thorium available on the planet and especially in Brazil. The reactor chosen as reference was the AP1000, which is considered to be one of the most reliable and modern reactor of the current Generation III, and its similarity to the reactors already consolidated and used in Brazil for electric power generation. The results show the feasibility and potentiality of the concept, without needs any change in the core of the AP1000, and even with advantages over this. The neutron calculations were made by the SERPENT code. The results provided a maximum linear power density lower than the AP1000, favoring safety. In addition the delayed neutron fraction, the reactivity coefficients proved to be adequate to ensure the safety of the concept. The results show that a production of about 260 Kg of 233U per cycle is possible, with a minimum production of fissile plutonium that favors the use of the concept in U-Th cycles, however studies show that its advantage is limited to closed cycles.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:BDTD:106877 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Stefani, Giovanni Laranjo de |
| Contributors | Maiorino, José Rubens, Rossi, Pedro, Asano, Patrícia Teixeira Leite, Lainetti, Paulo Ernesto de Oliveira, Lima, Fernando Roberto de Andrade |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf, 282 f. : il. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFABC, instname:Universidade Federal do ABC, instacron:UFABC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=106877&midiaext=74791, http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=106877&midiaext=74790, Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.brphp/capa.php?obra=106877 |
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