Cílem této práce je nastínit způsoby nakládání s vyhořelým jaderným palivem a druhy obalových souborů, které se za tímto účelem používají. Dále je porovnán nově navržený stínicí materiál na bázi betonu s příměsí polyetylénu a karbidu bóru s používanou tvárnou litinou. Za účelem porovnání byl použit existující obalový soubor Škoda 440/84. Tento soubor je dále nasimulován z pohledu stínění pomocí transportního Monte Carlo softwaru Serpent. Na závěr byly výsledné hodnoty příkonu dávkového ekvivalentu zanalyzovány a porovnány, a to za účelem určení, zda by měl beton s příměsí karbidu perspektivní využití jako stínící materiál u tohoto druhu obalových souborů. V poslední řadě je určen jaký vliv má použití homogenního materiálu místo nehomogenního materiálu na výsledky výpočtů.
Anotace v angličtině
The aim of this work is to outline the methods of handling spent nuclear fuel and the types of spent fuel casks used for this purpose. Furthermore, a newly designed shielding material based on concrete with the addition of polyethylene and boron carbide is compared with the commonly used cast iron. For the purpose of comparison, the existing Škoda 440/84 dry storage cask was used as a base.
This dry storage cask is further simulated in terms of shielding using the Serpent Monte Carlo transport software. Finally, the resulting values of the dose rate equivalent were analyzed and compared in order to determine whether concrete with the addition of carbide has prospective use as a shielding material for this type of packaging assembly. Lastly, the influence of using a homogeneous material instead of a non-homogeneous material on the calculation results is determined.
Cílem této práce je nastínit způsoby nakládání s vyhořelým jaderným palivem a druhy obalových souborů, které se za tímto účelem používají. Dále je porovnán nově navržený stínicí materiál na bázi betonu s příměsí polyetylénu a karbidu bóru s používanou tvárnou litinou. Za účelem porovnání byl použit existující obalový soubor Škoda 440/84. Tento soubor je dále nasimulován z pohledu stínění pomocí transportního Monte Carlo softwaru Serpent. Na závěr byly výsledné hodnoty příkonu dávkového ekvivalentu zanalyzovány a porovnány, a to za účelem určení, zda by měl beton s příměsí karbidu perspektivní využití jako stínící materiál u tohoto druhu obalových souborů. V poslední řadě je určen jaký vliv má použití homogenního materiálu místo nehomogenního materiálu na výsledky výpočtů.
Anotace v angličtině
The aim of this work is to outline the methods of handling spent nuclear fuel and the types of spent fuel casks used for this purpose. Furthermore, a newly designed shielding material based on concrete with the addition of polyethylene and boron carbide is compared with the commonly used cast iron. For the purpose of comparison, the existing Škoda 440/84 dry storage cask was used as a base.
This dry storage cask is further simulated in terms of shielding using the Serpent Monte Carlo transport software. Finally, the resulting values of the dose rate equivalent were analyzed and compared in order to determine whether concrete with the addition of carbide has prospective use as a shielding material for this type of packaging assembly. Lastly, the influence of using a homogeneous material instead of a non-homogeneous material on the calculation results is determined.
Se zvyšující se efektivitou využívání jaderného paliva se zvyšují nároky na jeho skladování v obalových souborech. Jedním z perspektivních materiálů je beton s příměsí polyetylénu a karbidu bóru. Cílem práce je srovnání stávajících betonových a litinových materiálů s novým betonem.
1. Proveďte rešerši na téma obalových souborů pro vyhořelé jaderné palivo se zaměřením na tlakovodní reaktory a materiály těles. 2. Seznamte se s metodikou výpočtů stínění fotonů a neutronů v kódu Serpent. 3. Proveďte výpočet stínění pro různé varianty materiálů tělesa obalového souboru. 4. Srovnejte výsledný příkon prostorového dávkového ekvivalentu pro neutrony a oceňte možnosti využití betonu s příměsí polyetylénu a karbidu bóru v designu stínění obalového souboru
Zásady pro vypracování
Se zvyšující se efektivitou využívání jaderného paliva se zvyšují nároky na jeho skladování v obalových souborech. Jedním z perspektivních materiálů je beton s příměsí polyetylénu a karbidu bóru. Cílem práce je srovnání stávajících betonových a litinových materiálů s novým betonem.
1. Proveďte rešerši na téma obalových souborů pro vyhořelé jaderné palivo se zaměřením na tlakovodní reaktory a materiály těles. 2. Seznamte se s metodikou výpočtů stínění fotonů a neutronů v kódu Serpent. 3. Proveďte výpočet stínění pro různé varianty materiálů tělesa obalového souboru. 4. Srovnejte výsledný příkon prostorového dávkového ekvivalentu pro neutrony a oceňte možnosti využití betonu s příměsí polyetylénu a karbidu bóru v designu stínění obalového souboru
Seznam doporučené literatury
1. J. Leppänen, M. Pusa, T. Viitanen, V. Valtavirta, T. Kaltiaisenaho: The Serpent Monte Carlo code: Status, development and applications in 2013, Annals of Nuclear Energy 82 (2015) 142-150.
2. D. D. DiJulio, C. P. Cooper-Jensen, I. Llamas-Jansa, S. Kazi, P. M. Bentleyac: Measurements and Monte-Carlo simulations of the particle self-shielding effect of B4C grains in neutron shielding concrete, Radiation Physics and Chemistry 147 (2018) 40-44
Seznam doporučené literatury
1. J. Leppänen, M. Pusa, T. Viitanen, V. Valtavirta, T. Kaltiaisenaho: The Serpent Monte Carlo code: Status, development and applications in 2013, Annals of Nuclear Energy 82 (2015) 142-150.
2. D. D. DiJulio, C. P. Cooper-Jensen, I. Llamas-Jansa, S. Kazi, P. M. Bentleyac: Measurements and Monte-Carlo simulations of the particle self-shielding effect of B4C grains in neutron shielding concrete, Radiation Physics and Chemistry 147 (2018) 40-44
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Hodnocení z obhajoby práce
Výborně
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Otázky viz posudek oponenta DP.
Další dotazy a připomínky:
Proč se v JE nepoužívá přehřívák? Jaká je teplota chladiva na vstupu do parogenerátoru?
Ovlivní shluky polyetilenových kuliček, které zmiňujete, výsledky? Jaký typ PE količek byl použit?
Vysvětlete pojem vitrifikace. Zabýval jste se jí ve své práci?
Položené dotazy byly diplomantem zodpovězeny správně.