Resumen:
Este trabajo trata del estudio de distintas leyes de escala para la potencia de fusión de un reactor tipo tokamak y, a partir de ellas, la propuesta de distintos diseños de reactor. En primer lugar se presenta una marco teórico del funcionamiento de un tokamak. Se explican los parámetros dimensionales y adimensionales importantes a tener en cuenta a la hora de su diseño, y finalmente se presentan las distintas limitaciones debido a inestabilidades que presentan dichos parámetros. A continuación se hace un estudio de distintas leyes de escala obtenidas en un trabajo previo. Se comienza con una explicación del análisis dimensional utilizado para le elaboracion de dichas leyes, y luego se continua con una mención de los códigos que se utilizaron para su deducción y las expresiones concretas de las mismas. Finalmente, se observan las expresiones analıticas y se discuten algunas de las dependencias con los parámetros.Estas leyes son representativas del proyecto DEMO, y los valores obtenidos a partir de las mismas con los parámetros de este proyecto son los que se considerarán como de referencia para la continuación del trabajo. En la siguiente sección se realizan estudios sobre las leyes de escala previamente presentadas. En primer lugar,se realizó el estudio sobre un reactor operando en un modo-H. Para ellos se realizan barridos en parámetros caracterısticos del reactor y se tratan de encontrar diferentes diseños que otorguen un rendimiento similar al de referencia, pero favorecidos en términos de costo y estabilidad. A partir de estos barridos se obtuvieron dos propuestas alternativas de diseños con respecto al de DEMO, correspondientes a un aumento en el valor de campo magnético utilizado o la disminución de la relación de aspecto del reactor, o bien una combinación entre ambas. Luego, para las dos propuestas alternativas, se estudiaron sus ventajas y sus desventajas. Para la solución de las desventajas, se buscaron alternativas en la bibliografía lo más reciente posible, y se presentaron dichas alternativas explicando también sus ventajas y desventajas. Finalmente, se realizó el mismo estudio a partir de los barridos pero para un reactor operando en un modo-I. Si bien este modo de operación presenta un menor rendimiento en términos de potencia de fusión entregada, en él no se encontraban presentes unas de las inestabilidades más preocupantes de los procesos de fusión. De esta manera, se buscó analizar si esta disminución en rendimiento era justificable en términos de costo y estabilidad.
Citación:
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Cohen, Ariel. (2020). Estudio de leyes de escala en reactores de fusión nuclear. (Tesis de Grado. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nFIS000122_Cohen
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Cohen, Ariel. "Estudio de leyes de escala en reactores de fusión nuclear". Tesis de Grado, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2020.https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nFIS000122_Cohen
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