Diseño de un micro reactor de potencia con aplicaciones espaciales
El objetivo del proyecto es desarrollar el diseño de un microreactor de potencia para su aplicación en entornos espaciales. Se basa en un diseño conceptual previo y se han realizado cambios en el sistema de refrigeración y los aspectos relevantes para su implementación en el espacio. El proyecto uti...
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| Autor principal: | |
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| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2024
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/1282/1/1G%C3%BCttlein.pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | El objetivo del proyecto es desarrollar el diseño de un microreactor de potencia para su aplicación en entornos espaciales. Se basa en un diseño conceptual previo y se han realizado cambios en el sistema de refrigeración y los aspectos relevantes para su implementación en el espacio. El proyecto utiliza softwares de cálculo neutrónico (Citvap, OpenMC) y termohidráulico (Thermal Desktop de ANSYS) para modelar el reactor y evaluar su rendimiento ante diferentes cambios de potencia. Además, se ha realizado un relevamiento de la bibliografía para estar al tanto de las ultimas tecnologías en el uso espacial.
El diseño del reactor consiste en un núcleo cilíndrico y sólido, con un moderador de ZrH2 y 449 barras combustibles de UMo-10. El sistema de refrigeración se basa en heat pipes de conductancia variable que transportan el calor generado por el núcleo hasta una zona lejana, donde se encuentran los conversores termoeléctricos y los radiadores.
Se han realizado modelos neutrónicos y termohidráulicos para caracterizar el rendimiento del reactor. El modelo neutrónico se ha utilizado para evaluar la reactividad del reactor en función del quemado, los márgenes de seguridad y los coeficientes de realimentación. El modelo termohidráulico, por otro lado, se usó para evaluar la temperatura del núcleo y los componentes del sistema. Se ha encontrado que el coeficiente de realimentación por potencia global es negativo, lo que indica que el reactor es estable.
Sin embargo, quedan muchos desafíos por resolver antes de que este diseño sea factible. Se necesita estudiar y verificar la implementación de otros métodos de cálculo, distintos a la teoría de difusión, a nivel de núcleo para un reactor de estas características y dimensiones, reevaluar el diseño y distribución de barras combustibles en el núcleo, diseñar el sistema de control de reactividad y determinar la degradación por radiación que podrían sufrir los materiales internos de los heat pipes.
En relación al modelo térmico, se necesita modelar más detalladamente el núcleo y el sistema de refrigeración y conversión, incluyendo las barras combustibles y todas las partes del sistema. También se necesita caracterizar específicamente las conductancias de contacto específicas y evaluar la performance de los generadores termoeléctricos. |
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