ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΩΝ/ΠΑΡΑΓΩΓΙΚΩΝ ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΩΝ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΠΥΡΗΝΙΚΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΩΝ - Χρυσανθοπουλου, Νεφελη (Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών, 2018)
Η τέταρτη γενιά πυρηνικών σταθμών παραγωγής ισχύος που βρίσκεται στη φάση του σχεδιασμού, περιλαμβάνει και εξελιγμένους αντιδραστήρες ταχέων νετρονίων που ψύχονται με υγρό Νάτριο (SFR, Sodium cooled Fast Reactor). Τα δομικά υλικά των νέων αυτών αντιδραστήρων θα πρέπει να επιλεγούν με κριτήριο την άψογη συμπεριφορά τους στις συνθήκες λειτουργίας των SFRs. Δυστυχώς, οι ερευνητικοί αντιδραστήρες στους οποίους πιστοποιείται η συμπεριφορά των νέων υλικών σε συνθήκες λειτουργίας υπό ακτινοβολία είναι στη συντριπτική τους πλειοψηφία αντιδραστήρες θερμικών νετρονίων. Στη συνέχεια, μια από τις σύγχρονες προκλήσεις της πυρηνικής τεχνολογίας είναι ακριβώς η δημιουργία σε θερμικούς ερευνητικούς αντιδραστήρες των κατάλληλων συνθηκών για τη διακρίβωση των υλικών που πρόκειται να χρησιμοποιηθούν σε SFRs. Σκοπός της παρούσας διατριβής είναι η διερεύνηση υλικών και μεθόδων που αποσκοπούν στη μετατροπή του νετρονικού φάσματος που επικρατεί σε θέσεις ακτινοβόλησης θερμικού ερευνητικού αντιδραστήρα, σε ένα τυπικό φάσμα αντιδραστήρα ταχέων νετρονίων υγρού νατρίου. Πιο συγκεκριμένα, πραγματοποιήθηκαν νετρονικοί υπολογισμοί που αφορούσαν την εισαγωγή μίας διάταξης στην περιοχή του ανακλαστή του αντιδραστήρα Jules Horowitz (JHR, Jules Horowitz Reactor). Η αλληλεπίδραση των νετρονίων με τα υλικά της διάταξης οδηγεί στην προσαρμογή του επικρατούντος νετρονικού φάσματος του JHR στην ενεργειακή νετρονική κατανομή που χαρακτηρίζει έναν SFR. Ο JHR είναι ένας θερμικός ερευνητικός αντιδραστήρας και ένας από τους κύριους στόχους του είναι η έρευνα και η μελέτη υλικών για τους πυρηνικούς σταθμούς παραγωγής ενέργειας 2ης, 3ης και 4ης γενιάς. Για αυτό το λόγο μία από τις κύριες δραστηριότητες του είναι η ανάπτυξη διατάξεων που θα παρέχουν συνθήκες ακτινοβόλησης των δομικών υλικών και των καυσίμων αντιπροσωπευτικές του περιβάλλοντος όπου αυτά πρόκειται τελικά να χρησιμοποιηθούν. Στο πλαίσιο της διατριβής πραγματοποιήθηκε μελέτη της σχετικής υπάρχουσας (ήδη σε χρήση, υπό ανάπτυξη ή προτεινόμενης) τεχνολογίας, η οποία αποτέλεσε υπόβαθρο για την προσέγγιση επίλυσης του προβλήματος και παρουσιάζεται περιεκτικά στην αρχή της διατριβής. Η ρύθμιση του φάσματος επιτυγχάνεται με την ενίσχυση του λόγου ταχέων προς θερμικά νετρόνια, δηλαδή, είτε με την εγκατάσταση υλικών που απορροφούν αποτελεσματικά τα θερμικά νετρόνια ή/και με την προσθήκη σχάσιμου υλικού, ενισχύοντας έτσι την συνιστώσα των ταχέων νετρονίων. Και οι δύο μέθοδοι σχετίζονται με αλληλεπιδράσεις νετρονικής σύλληψης. Με άξονα τις μεθόδους που έχουν ήδη αναπτυχθεί, πραγματοποιήθηκε εκτεταμένη μελέτη των υλικών που παρουσιάζουν ισχυρή ικανότητα απορρόφησης θερμικών νετρονίων καθώς και της επίδρασής τους στο φάσμα αναφοράς (JHR-ανακλαστής). Στη συνέχεια, ακολουθώντας τις μεθόδους που αναφέρονται στη