LUCIANO ONDIR FREIRE
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Artigo IPEN-doc 28224 Functional analysis, diversity and defense-in-depth principle applied for instrumentation and control architecture in accordance with U.S.NRC2021 - SANTOS, CLAUDIO S.; FREIRE, LUCIANO O.; ANDRADE, DELVONEI A. deArtigo IPEN-doc 28167 Novel technological developments with impacts on perspectives for mobile nuclear power plants2021 - FREIRE, LUCIANO O.; ANDRADE, DELVONEI A. deNew research developments suggest that nuclear reactors using fusion may enter the market sooner than imagined even for mobile applications, like merchant ship propulsion and remote power generation. This article aims at pointing such developments and how they could affect nuclear fusion. The method is enumerating the main nuclear reactors concepts, identifying new technological or theoretical developments useful to nuclear field, and analysing how new recombination could affect feasibility of nuclear fusion. New technologies or experimental results do not always work the way people imagine, being better or worse for intended effects or even bringing completely unforeseen effects. Results point the following designs could be successful, in descending order of potential: aneutronic nuclear reactions using lattice confinement, aneutronic nuclear reactions using inertial along magnetic confinement, hybrid fission-lattice confinement fusion, and fission reactions.Tese IPEN-doc 25448 Metodologia de especificação e projeto aplicado a usinas nucleares móveis2018 - FREIRE, LUCIANO O.A importância de métodos de projeto vem crescendo nos últimos anos à medida que sistemas sócio-técnicos complexos se tornam mais numerosos. Além da complexidade, o tamanho e o investimento financeiro destes sistemas amplificam a gravidade dos erros de projeto. O objetivo geral deste trabalho foi desenvolver uma metodologia de especificação e projeto que reduza o tempo e energia para desenvolver um sistema complexo cujas funções sejam conhecidas a priori, gerenciando em paralelo os riscos. O objetivo específico foi verificar a viabilidade econômica de usinas nucleares móveis de pequeno porte. Este trabalho adotou como princípio a lei construtal que prevê o sucesso de sistemas que facilitem os fluxos necessários à sua existência. Após a identificação dos fatores chave para facilitar o fluxo de informações, esta tese desenvolveu um conjunto de conceitos para facilitar o trabalho de engenharia. Aplicando tais conceitos, este trabalho desenvolveu sequências de atividades que descrevem o método proposto, sendo cada atividade detalhada por uma lista de requisitos. A demonstração das vantagens do método proposto foi feita por meio de análise de árvore de eventos e árvore de falhas. Usando o método, esta tese desenvolveu especificações e projetos em vários níveis (empresarial, usina, caldeira nuclear, circuito primário e gerador de vapor). Baseando-se em dados da marinha americana, esta tese desenvolveu um modelo de custo para reatores de pequeno porte. Concluiu que a energia nuclear pode ser competitiva se a potência elétrica média efetiva ao longo da vida útil ficar acima de 30MWe e se o tempo de vida útil for igual ou maior do que 60 anos. Tal fato decorre dos altos custos de aquisição que requerem uma vida longa para compensar o investimento e dos efeitos de economia de escala especialmente pronunciados para reatores a água pressurizada.Artigo IPEN-doc 25205 Economically feasible mobile nuclear power plant for merchant ships and remote clients2019 - FREIRE, LUCIANO O.; ANDRADE, DELVONEI A. deRecent studies point to a reduction of atmospheric pollution using nuclear energy for merchant ships. This work examines the development of an economically competitive nuclear power solution for merchant ship propulsion. The solution also addresses the requirements of a wider market, like islands, offshore oil platforms, and remote cities. System engineering and analysis at various product breakdown levels also propose architectural options to improve competitiveness of nuclear power in mobile nuclear power plants (MNPPs). Analyses include market research on clients and technical considerations on nuclear energy costs. The results show that an enterprise that delivers electric power to remote clients and dedicates to management of all nuclear aspects seems to be the best organizational and technical choice. Besides, ships should be of modular type and the MNPPs should be easily detachable at sea. Only container ships and remote islands demand enough power to justify the use of nuclear power. Nuclear power has high probability to be economically competitive for large container ships, however, only if public policies impose levels of risks akin to other industries.