Estudio de un escenario de parque nuclear compuesto únicamente por reactores de Generación IV

Las principales ventajas de los reactores de espectro neutrónico rápido refrigerados por metales líquidos (por ejemplo sodio) no sólo consisten en un eficiente uso del combustible por medio de la reproducción de material físil y de la utilización de uranio natural o empobrecido, sino que además logran reducir la cantidad de actínidos como el Americio o Neptunio, presentes en el combustible irradiado. El primer aspecto se traduce en una garantía de suministro de combustible prácticamente ilimitada, mientras que el segundo es importante porque estos elementos son los responsables de una gran parte de la actividad del combustible irradiado. La posibilidad de contar con un parque de reactores rápidos posibilitaría que la estrategia de ciclo de combustible no tuviese que ser necesariamente de tipo abierto, como en la mayoría de los países que cuentan con energía nuclear, sino una variación del ciclo cerrado avanzado donde el plutonio y los actínidos minoritarios separados del combustible irradiado forman parte del nuevo combustible que generará energía eléctrica. En este trabajo se analiza un hipotético escenario de generación en España, comprobando si un parque de dichos reactores resolvería algunos de los retos con los que la energía nuclear de fisión actual se enfrenta, ya que, como se ha dicho anteriormente, este tipo de reactores mejoran la seguridad, garantizan el suministro y gestionan más eficientemente tanto su propio combustible como el combustible irradiado en los reactores LWR actuales. A continuación se presentan las características y objetivos de los sistemas innovadores de Gen‐IV, entre los que se encuentran los reactores rápidos más avanzados, que dan un salto en concepto y en tecnología respecto a los reactores de Generación III+. Posteriormente se presenta una descripción del caso nuclear español y finalmente se detallan los resultados del estudio mostrando qué efectos tendría este escenario sobre el aprovechamiento y necesidades del combustible, así como sobre la reducción del inventario radioisotópico del combustible gastado ya existente y producido por la propia generación de reactores rápidos

R&D Needs for the Design of the EU-DEMO HCPB ICD Balance of Plant in FP9

During the Pre-Conceptual Design Phase of the EU-DEMO, two BOP solutions for WCLL and HCPB were elaborated, as close as possible to industrial standards. Nevertheless, each solution has open issues to be investigated, analytically and experimentally, in the Conceptual Design Phase (CDP). For the HCPB, the functionality and operability of the Helium-Molten Salt Heat Exchanger, and the coupling to a helium loop with a prototypic helium blower, is of primary interest. In addition, the operation of the pulse, dwell and transitions will be investigated within the new build infrastructure, HELOKA-US (Upgrade Storage), to be erected at KIT. The design requires a certain flexibility, since the final parameters of the Primary Heat Transfer System of DEMO may vary, due to plasma optimizations during CDP. HELOKA-US benefits from the high-pressure helium loop HELOKA-HP, erected to test HCPB-Breeding Blanket and First Wall modules, as well as from the competencies of preparing, handling and testing of various molten salts used for heat transfer optimization and natural convection

Generalized Wick's theorem for multiquasiparticle overlaps as a limit of Gaudin's theorem

We are able to rederive in a very simple way the standard generalized Wick's theorem for overlaps of mean field wave functions by using the extension of the statistical Wick's theorem (Gaudin's theorem) in the appropriate limits.Comment: 28 page

Design Features and Simulation of the New-Build HELOKA-US Facility for the Validation of the DEMO Helium-Cooled Pebble Bed Intermediate Heat Transport and Storage System

For the EU-DEMO Helium-Cooled Pebble Bed (HCPB) concept, an indirect coupled design (ICD) with a molten salt (MS) loop as an intermediate heat transport and storage system (IHTS) is considered for the conceptual design phase. The IHTS with an energy storage decouples the primary heat transport system (PHTS) that undergoes pulse and dwell power cycles from the power conversion system (PCS), and thus can provide stable power to the turbine and grid. However, the maintenance of stable He and MS parameters during transitions from dwell to pulse and vice versa is challenging for the design of the MS loop, and the real performance of the helium–MS heat exchanger (He/MS HX) shall be verified. To investigate such components and conditions, a new R&D infrastructure HELOKA-US (Helium Loop Karlsruhe—Upgrade Storage) is under construction for the validation of prototypical components and the MS loop operation under stationary and transitional conditions. This paper provides the design features of Phase 1a of the project and the simulation results with EBSILON on the power generation phase