Simulation of defect evolution in irradiated materials of interest for nuclear fusion using a GPU-OKMC method
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Publication date
2023
Defense date
28/11/2022
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Universidad Complutense de Madrid
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Abstract
As the current world reliance on fossil fuels proves to have catastrophic environmental consequences, which are only exacerbated with a growing world economy and population, a future clean source of energy is required. The scientific community expects nuclear fusion to fulfill this task, in particular magnetically confined fusion. To achieve this, an experimental fusion reactor, the ITER Project, is underway and shall provide the basis for a future demonstration power plant, known as DEMO. One of the most important challenges in the design of a future nuclear fusion reactor is the choice of materials. Materials are subjected to an intense flux of neutrons and heat in a fusion reactor like ITER or, in a much more pronounced way, DEMO. Under irradiation, a large amount of defects are created and, as aconsequence, the properties of materials are severely degraded, and may cause the reactor components to malfunction or break...
Dado que la actual dependencia mundial de los combustibles fósiles muestra ciertas consecuencias catastro cas para el medio ambiente, las cuales son magnificadas a medida que crecen la economía y población mundiales, se necesita una fuente de energía limpia para el futuro. La comunidad científica espera que sea la fusión nuclear la que desempeñe este papel, en particular la fusión por confinamiento magnético. Para ello, un reactor de fusión experimental, el Proyecto ITER, esta en marcha y proporcionará las bases para un futuro reactor de demostración llamado DEMO. Uno de los desafíos principales en el diseño de un futuro reactor de fusión es la elección de los materiales. En efecto, los materiales serán sometidos a un flujo intenso de neutrones y calor en un reactor de fusión como ITER; y, de forma más pronunciada, en uno como DEMO. Esto provocara la creación de una gran cantidad de defectos, por lo que las propiedades de los materiales serán gravemente alteradas, y podrán provocar que los componentes del reactor dejen de funcionar correctamente o, incluso, se quiebren...
Dado que la actual dependencia mundial de los combustibles fósiles muestra ciertas consecuencias catastro cas para el medio ambiente, las cuales son magnificadas a medida que crecen la economía y población mundiales, se necesita una fuente de energía limpia para el futuro. La comunidad científica espera que sea la fusión nuclear la que desempeñe este papel, en particular la fusión por confinamiento magnético. Para ello, un reactor de fusión experimental, el Proyecto ITER, esta en marcha y proporcionará las bases para un futuro reactor de demostración llamado DEMO. Uno de los desafíos principales en el diseño de un futuro reactor de fusión es la elección de los materiales. En efecto, los materiales serán sometidos a un flujo intenso de neutrones y calor en un reactor de fusión como ITER; y, de forma más pronunciada, en uno como DEMO. Esto provocara la creación de una gran cantidad de defectos, por lo que las propiedades de los materiales serán gravemente alteradas, y podrán provocar que los componentes del reactor dejen de funcionar correctamente o, incluso, se quiebren...
Description
Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Físicas, leída el 28-11-2022