1 / 30

Nuovo nucleare - Reattori sottocritici descrizione ADS

Nuovo nucleare - Reattori sottocritici descrizione ADS. Nuovo nucleare - Reattori sottocritici descrizione ADT. ACCELERATORE. beam line. RAFFINAZIONE/FABBRICAZIONE. Turbina/alternatore. BOP. TARGET. SOTTOCRITICO.

azia
Download Presentation

Nuovo nucleare - Reattori sottocritici descrizione ADS

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Nuovo nucleare - Reattori sottocritici descrizione ADS Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

  2. Nuovo nucleare - Reattori sottocritici descrizione ADT ACCELERATORE beam line RAFFINAZIONE/FABBRICAZIONE Turbina/alternatore BOP TARGET SOTTOCRITICO Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

  3. Nuovo nucleare - Reattori sottocritici descrizione ADS - acceleratore LINAC A Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

  4. Nuovo nucleare - Reattori sottocritici A Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

  5. IPHI Fonte: Marcel Lieuvin, Giers 2002 • Le projet IPHI, lancé par le CEA dès 1995, et auquel l ’IN2P3 s ’est associé en 1998, revêt une grande importance pour nos organismes. C ’est en effet la « tête » d ’accélérateur commune à tous les projets d ’accélérateurs de protons à fort courant : • - Eurisol • - ADS • - SPL, neutrinos factories • - (ESS) A Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

  6. Fonte: Marcel Lieuvin, Giers 2002 PDS-XADS • Le DAPNIA et l ’IN2P3 sont engagés dans la collaboration PDS-XADS (Preliminary Design Study of an eXperimental Accelerator Driven System). • Pour cette collaboration européenne devant aboutir à l ’ APS d ’un démonstrateur, l ’IN2P3 est responsable du WP3 (accélérateur driver) • Les forces sont de 3 h à l ’IN2P3 et 1 h au DAPNIA, jusqu ’en 2004 A Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

  7. Fonte: Marcel Lieuvin, Giers 2002 Cet accélérateur de protons de 10 à 30 mA à 1 GeV devra être d ’une fiabilité encore jamais atteinte A Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

  8. Nuovo nucleare - Reattori sottocritici descrizione ADS - acceleratore Ciclotrone Parameter Unit PSI Upgrade proposal Beam Power MW 0.885 2.950 Beam Energy MeV 590 590 Beam current mA 1.5 5 Number of sectors/ cavities - 8 / 4 8 / 6 Energy gain/turn MeV 2.46 4  5.3 Extraction radius m 4.45 4.45 Bhill T 2.09 2.09 Turns separation mm 7 10  15 Energy spread % 0.1 0.2 Table 3 PSI Upgrade as driver of an ADS Demo. Comparison with PSI. A Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

  9. T Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

  10. spallazione ER Evaporation residues evaporation Other secondary particles FP Pb FP fission Fission Products Pb proton Pre-fragment fission proton evaporation neutron fission Pb FP ER evaporation ER Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

  11. Spallazione In un foglio sottile si formano solo PF e ER dell’interazione con p primario, e le particelle secondarie sfuggono In un bersaglio spesso le particelle secondarie interagiscono a loro volta con atomi del target Il rapporto tra il numero di p primari e numero di particelle secondarie a 1 GeV è di 1/40 Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

  12. Nuovo nucleare - Reattori sottocritici yield/Ep neutroni/GeV energia dei protoni GeV Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

  13. Nuovo nucleare - Reattori sottocritici BEAM CURRENT Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

  14. Acceleratore/Target per ADS e sinergie con altri progetti: • high flux neutron sources for material science • SNS in USA • ESS and AUSTRON in Europe • JAERI and KEK Joint Project in Japan • neutron sources for material irradiation • IFMIF (international project) and SPALLAX in Europe • radioactive beam generation • EURISOL in Europe • RIA in the US • E-ARENA in JAERI - KEK Joint Project in Japan • intense particle beams for fundamental particle physics • muon and neutrino factories in Europe and USA • JAERI and KEK Joint Project in Japan (muons, kaons) A Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

  15. Sottocritico Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

  16. Nuovo nucleare - Reattori sottocritici TRASCO PROGRAM • Topics • General safety criteria and classification (ENEA, ANSALDO). • Nuclear data (ENEA, University of Bologna). • Neutronics (ENEA, CIRTEN, CRS4). • Thermal-hydraulics (ENEA, CIRTEN, CRS4, ANSALDO). • Beam window technology (ENEA, CIRTEN, ANSALDO, INFM). • Materials technology and compatibility with Lead and/or Lead-Bismuth alloy (ENEA, CIRTEN, CRS4, FN, ANSALDO). Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

  17. Nuovo nucleare - Reattori sottocritici Macrobiettivi ed i sottobiettivi del programma di ricerca a breve (2003-2006) “Validazione ed ottimizzazione su base sperimentale della configurazione di riferimento dell’impianto pilota trasmutatore” OR1 - Campagne di Prove in Supporto al Progetto OR1.1 – Circolazione assistita tramite iniezione di gas nel riser e stabilità idraulica del circuito primario OR1.2 – Controllo dell’attività dell’ossigeno nel piombo OR1.3 – Purificazione del piombo OR1.4 – Tecnologia del target windowless OR1.6 – Attività sperimentali e di calcolo sui metalli liquidi OR2 – Studi di estensione di requisiti di radioprotezione e sicurezza OR2.1 – Studi per la minimizzazione e la gestione dell’attivazione dei materiali strutturali OR2.4- Metodologie per la misura della sottocriticità OR3 – Estrapolabilità delle soluzioni a potenze a temperature più elevate OR3.1 – Materiali Strutturali OR3.4 – Target ad alta flessibilità di funzionamento OR3.5 – Studio di accoppiamento del sistema sottocritico ad un LINAC OR4 – Coordinamento scientifico e aggiornamento configurazione di riferimento Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

  18. OR1.1 – Circolazione assistita tramite iniezione di gas nel riser e stabilità idraulico del circuito primario Nuovo nucleare -Reattori sottocritici - primario con basse perdite di carico > innesco della circolazione naturale > maggiori margini di sicurezza - semplificazione internals, reactor roof, controllo ossigeno, sistema manutenzione > minori costi - aumento disponibilità di impianto - riduzione costi di decommissioning - proposta innovativa ENEA-Ansaldo, accettata dalla comunità internazionale - la sperimentazione in CIRCE non ha concorrenti Peso 10 % Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

  19. OR1.2 – Controllo dell’attività dell’ossigeno nel piombo Nuovo nucleare -Reattori sottocritici - la configurazione a pool presenta vantaggi di costo (semplificazione) e di sicurezza (inerzia termica, circolazione naturale) rispetto alla configurazione a loop - riduce costi e complessità dell’ ISI e della progettazione antisismica, semplifica il lay-out - riduce sollecitazioni termomeccaniche e fenomeni di corrosione (T e V) sulle strutture - il controllo ossigeno tramite iniezione di gas in grandi volumi e basse velocità del liquido è la chiave della soluzione a pool - solo in CIRCE è possibile qualificare questa soluzione innovativa Peso 20 % Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

  20. OR1.3 – Purificazione delPiombo Nuovo nucleare -Reattori sottocritici - negli impianti a loop si mettono filtri in linea, con problemi di bloccaggio e di manutenzione (sicurezza e disponibilità d’impianto) - il processo di “scrematura” non pone questi problemi, minimizza il waste secondario, è applicabile solo nella configurazione “pool” - può essere provato in CIRCE durante altre prove -la qualifica di questo sistema per impianti nucleari è un’innovazioneENEA Peso 5 % Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

  21. OR1.4 – Tecnologia del target windowlessOR3.4 – Target ad alta flessibilità di funzionamento Nuovo nucleare -Reattori sottocritici - Megapie dimostra che la soluzione con finestra, se possibile, è complessa e richiede frequenti sostituzioni della finestra - numerosi eventi iniziatori portano alla rottura della finestra, cui deve seguire immediatamente trip del fascio - la soluzione windowless non ha questi problemi, e permette di ridurre l’attivazione della parte superiore attorno al beam pipe > semplificazione di esercizio e manutenzione - la soluzione ENEA-Ansaldo è la sola che possa funzionare - nello studio dell’interfaccia con la beam-line la sperimentazione ENEA-INFN è all’avanguardia - la sperimentazione in CHEOPE e in CIRCE è la prima nel mondo Peso 30 % Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

  22. OR1.6 – Attività sperimentali e di calcolo sui metalli liquidi Nuovo nucleare -Reattori sottocritici (modificato l’obiettivo, rispetto alla proposta del 2001) - l’uso del piombo in luogo dell’eutettico rende più probabile un evento di solidificazione nel primario - i problemi della solidificazione del metallo liquido hanno creato difficoltà nella progettazione/gestione dei circuiti sperimentali (CHEOPE, CIRCE, KALLA, LISOR) - la qualifica sperimentale dei codici di progetto è un requisito importante, quale che sia la soluzione progettuale adottata - ENEA ha già contribuito con esperimenti e calcoli alla soluzione dei problemi analoghi per MEGAPIE Peso 5 % Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

  23. OR3.1 – Materiali Strutturali: lo sviluppo della tecnologia del piombo Nuovo nucleare -Reattori sottocritici Per il programma vedi la presentazione dell’Ing. Benamati - non si parte da zero (le industrie del piombo e dello zinco trattano in vasche e movimentano con pompe migliaia di tonnellate/anno di piombo fuso) - si tratta di qualificare per usi nucleari le tecnologie del piombo - occorre partire dall’esperienza con l’eutettico e dimostrare cosa è estrapolabile e cosa è specifico - si devono risolvere su scala laboratorio gli aspetti specifici - (segue) Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

  24. OR3.1 – Materiali Strutturali: lo sviluppo della tecnologia del piombo(segue) Nuovo nucleare -Reattori sottocritici - le prove integrali (CIRCE) riguardano gli aspetti specifici (dove è possibile estrapolare conviene utilizzare l’esperienza in eutettico) - le prove integrali riguardano soluzioni impiantistiche specifiche: i tempi necessari per studiarle e per realizzare le sezioni sperimentali sono congruenti con i tempi di modifica di CIRCE per la transizione da eutettico a piombo - questo programma è di gran lunga il più avanzato nel settore, e ha un ampio spettro di possibili ricadute, dai concetti studiati in GENERATION IV all’utilizzo del piombo come termovettore in impianti solari. Peso 30 % Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

  25. Nuovo nucleare - Reattori sottocritici LECOR Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

  26. Nuovo nucleare - Reattori sottocritici • IN 1998 THE RESEARCH MINISTERS OF FRANCE, ITALY AND SPAIN SET UP A MINISTER’S ADVISORS GROUP ON THE USE OF ACCELERATOR DRIVEN SYSTEMS (ADS). • THIS LED TO THE ESTABLISHING OF A TECHNICAL WORKING GROUP, ENLARGED IN 1999 TO REPRESENTATIVES OF MOST OF THE EUROPEAN COUNTRIES (AUSTRIA, BELGIUM, FINLAND, GERMANY, PORTUGAL AND SWEDEN) +JRC TO IDENTIFY THE CRITICAL TECHNICAL ISSUES AND TO PREPARE A “ROADMAP”. cosa è la road map Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

  27. Nuovo nucleare - Reattori sottocritici • GOALS OF XADS ROADMAP • THE FIRST GOAL IS TO PROPOSE A TECHNOLOGICAL ROUTE TO REDUCE THE RISKS ASSOCIATED WITH NUCLEAR WASTE BASED ON THE TRANSMUTATION OF NUCLEAR WASTE IN ADS. • THE SECOND AND MAIN GOAL IS TO PREPARE A DETAILED TECHNICAL PROGRAMME, WITH COST ESTIMATES, WHICH WILL LEAD TO THE REALISATION OF AN EXPERIMENTAL ADS WITHIN 12 YEARS, IN THE TIME FRAME OF THE 6TH AND 7TH FRAMEWORK PROGRAMMES. • A THIRD GOAL IS TO IDENTIFY POSSIBLE SYNERGIES THAT THIS PROGRAMME COULD HAVE WITHIN THE SCIENTIFIC COMMUNITY, INDICATE SPIN-OFFS, SHOW HOW COMPETENCE CAN BE MAINTAINED IN THE CURRENTLY STAGNATING FIELD OF NUCLEAR ENERGY RESEARCH. Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

  28. Nuovo nucleare - Reattori sottocritici Time schedule and milestones for the development of an experimental accelerator driven system (ADS) and accelerator driven transmutation (ADT) technology in Europe Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

  29. Nuovo nucleare - Reattori sottocritici • i programmi nazionali • il programma europeo • le organizzazioni internazionali Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

  30. Nuovo nucleare - Reattori sottocritici • cosa è stato ottenuto • come: il programma TRASCO • come: la partecipazione ai programmi europei • quando e dove Giovedì della Scienza 18 dicembre 2003

More Related