Técnicas computacionales para la determinación de los efectos producidos por iones de h y hE en materiales estructurales de los reactores de fusión nuclear

Abstract

En esta tesis se estudia el comportamiento de los materiales que se encuentra en la vecindad del plasma de un reactor de fusión de confinamiento magnético mediante simulación neutrónica, los cuales teóricamente están expuestos a sufrir activación, transmutaciones y daños estructurales, entre otros, dislocaciones y desplazamientos. En particular el estudio se centra en el comportamiento del wolframio, hierro y aleaciones de Cu-Cr-Zr, para ello se hicieron dos tipos de simulación. En la primer fase se estudió la dosis residual del High Flux Test Module (HFTM) donde se obtuvieron mapas de flujo, daño por desplazamiento, y de producción de gases como el H2 y He, así como sus gradientes, con la finalidad de identificar la variación de las magnitudes mencionadas a través del HFTM. En una segunda fase se analizaron computacionalmente los efectos de la radiación en hierro, wolframio y aleaciones de Cu-Cr-Zr en el HFTM y HFTM2, y se compararon con los requisitos de irradiación expuestos en la hoja de ruta de fusión y con cálculos de un DEMO-DCLL (DEMO-Dual Coolant Lithium Lead) en la zona del divertor. Los cálculos realizados consisten en analizar la Tasa de Dosis de Daño [dpa/fpy] (displacement per atom/ full power year), el gradiente vertical de la tasa de dosis de daño [%/cm] y el gradiente volumétrico de la tasa de dosis de daño [%/cm], con la finalidad de tener el conocimiento sobre las magnitudes de daño alcanzadas en las muestras irradiadas, para así poder determinar cuál es el mejor acomodo de las muestras en el HFTM y HFTM2.