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Holistic fuel cycle modelling of a future fusion reactor = Holistische Modellierung des Brennstoffkreislaufs eines zukünftigen Fusionsreaktors

Hörstensmeyer, Yannick Nicolas ORCID iD icon 1
1 Institut für Technische Physik (ITEP), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

Die Gewinnung elektrischer Energie mittels magnetisch eingeschlossener Fusion stellt eine noch unerschlossene Quelle dar, dessen Verwirklichung derzeit weltweit vorangetrieben wird. Diese Arbeit beschreibt einen essenziellen Bestandteil der Infrastruktur eines solchen Kraftwerkes in einer umfassenden Simulation: den Brennstoffkreislauf.
Dabei handelt es sich um eine komplexe chemische Anlage, die im Wesentlichen die Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium als Edukte zur Fusion bereitstellt. Um die Konzentration des Fusionsprodukts Helium im Reaktor zu begrenzen, ist der Durchsatz des Brennstoffgemischs wesentlich höher als die Reaktionrate der Fusion selbst. ... mehr

Abstract (englisch):

The production of electrical energy by means of magnetically confined fusion represents a yet unexploited source, the realisation of which is currently under development around the world. This work describes an essential component of the infrastructure of such a power plant in a comprehensive simulation: the fusion fuel cycle.
It represents a complex chemical plant tasked to provide the hydrogen isotopes deuterium and tritium as educts to the fusion reaction. To limit the concentration of the fusion product helium in the reactor, the throughput of the fuel mixture is maintained at a much higher rate than the rate of the fusion reaction itself. ... mehr


Volltext §
DOI: 10.5445/IR/1000148749
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Neutronenphysik und Reaktortechnik (INR)
Institut für Technische Physik (ITEP)
Publikationstyp Hochschulschrift
Publikationsdatum 21.07.2022
Sprache Englisch
Identifikator KITopen-ID: 1000148749
HGF-Programm 31.99.01 (POF IV, LK 01) Institutsbeiträge FUSION
Weitere HGF-Programme 31.13.04 (POF IV, LK 01) In Vessel Components
Verlag Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Umfang xvi, 145 S.
Art der Arbeit Dissertation
Fakultät Fakultät für Maschinenbau (MACH)
Institut Institut für Technische Physik (ITEP)
Prüfungsdatum 29.04.2022
Schlagwörter Fusion Fuel Cycle, DEMO, Simulation, Tritium, Hydrogen Isotopes, Hydrogen Isotopologues, Mass balance, Aspen Custom Modeler, Palladium Permeator, Isotope Separation, Cryogenic Distillation, Water Detritiation
Referent/Betreuer Stieglitz, Robert
Neu, Rudolf
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