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IPEN-DOC 07168
- MENDES NETO, TEOFILO
.
Estimativa da pressao em uma contencao de reator de pequeno porte devido a um 'LOCA'.
2001.
Dissertacao (Mestrado) -
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP,
Sao Paulo.
89 p.
Orientador: Joao Manoel Losada Moreira.
Palavras-Chave: containment; pressurization; loss of coolant; ship propulsion reactors; pwr type reactors; vapor condensation; heat transfer
-
IPEN-DOC 03272
- DECCO, CLAUDIA C.G.
; - MOREIRA, JOAO M.L.
. Oscilações de xenônio em reatores de pequeno porte controladas somente por barras de controle. In: CONGRESSO GERAL DE ENERGIA NUCLEAR, 6., 27 de outubro - 1 de novembro, 1996, Rio de Janeiro, RJ. Anais... 1996.Palavras-Chave: xenon oscillations; ship propulsion reactors; control elements; m codes; neutron diffusion equation; perturbation theory; power density; power distribution; pwr type reactors; time dependence; transients
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IPEN-DOC 25448
- FREIRE, LUCIANO O.
.
Metodologia de especificação e projeto aplicado a usinas nucleares móveis
/ Specification and design methodology applied to mobile nuclear power plants
.
2018.
Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) -
Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP,
São Paulo.
183 p.
Orientador: Delvonei Alves de Andrade.
DOI:
10.11606/T.85.2018.tde-01112018-155151
Abstract: 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.
Palavras-Chave: mobility; nuclear power plants; energy security; energy supplies; design; nuclear engineering; metrology; ship propulsion reactors; nuclear ships; steam; vapor generators; physical vapor deposition; maritime laws; atomic energy laws; environmental policy; radiation protection
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IPEN-DOC 26386
- SOBREIRO JUNIOR, ADALBERTO R.
; - FREIRE, LUCIANO O.
; - ANDRADE, DELVONEI A. de
. Proposal for a nuclear power-plant ship decomissioning.
In: ABEN (Ed.) INTERNATIONAL NUCLEAR ATLANTIC CONFERENCE,
October 21-25, 2019, Santos, SP. Proceedings... Rio de Janeiro,
2019.
p. 5793-5804.
Abstract: The goal of this work is to review decommissioning methods for nuclear propulsion ships
throughout of survey on decommissioning experience. Governmental regulation typically dictates cleanup
of a decommission site. It is satisfying the stringent regulations that prove to be a primary cost driver
for decommissioning and waste disposal. Reactor types and sizes, the number of reactors on an individual
plant site, and labor costs are among the main factors affecting costs. Thus, it is so important to develop a
good recycling policy after nuclear-power plant ship inactivation. This work found that adequate
requirements identification must keep economics always in the center of design. Experience shows,
except after major catastrophic accidents, nuclear industry may earn public trust by open dialogue with
the population and sound engineering practices, searching for right technical solution and great planning
for long time. To achieve this goal, this work proposed the following method: firstly, it presents the
characteristics of nuclear-powered submarines. Secondly, an approach concerning the decommissioning
process of nuclear-powered submarines adopted by the US Navy, Russian Navy, Royal Navy, French
Navy and others which brings the past experience on this field, providing some information on history,
architectures and hints of reasons for the success or failures of each project. Finally, this works compared
the decommissioning processes of these navies under the perspective of the nuclear regulatory process.
Palavras-Chave: ships; ship propulsion reactors; decommissioning; government policies; toxic materials; nuclear power; nuclear submarines; waste disposal
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IPEN-DOC 29230
- FREITAS NETO, LUIZ G. de
.
Concepção de núcleo de reator de sal fundido de tório para propulsão naval
/ Thorium molten salt reactor core design for naval propulsion
.
2022.
Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) -
Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP,
São Paulo.
154 p.
Orientador: Delvonei Alves de Andrade.
Coorientador: Adimir dos Santos.
DOI:
10.11606/T.85.2022.tde-19102022-153721
Abstract: O reator de sal fundido faz parte da quarta geração de reatores nucleares e tem sido objeto de várias pesquisas contemporâneas. Ele opera a altas temperaturas e a baixa pressão, possui um refrigerante primário que não muda de fase, além de possuir segurança intrínseca e dimensões reduzidas. Com foco nestes quesitos, este reator pode ser utilizado em embarcações de comércio marítimo, com requisito de não ser necessário o reabastecimento durante a vida útil do navio. Esta tese propõe uma concepção de núcleo de um reator de sal fundido a ser empregado na propulsão naval. Baseado no conceito do Radkowsky Thorium Reactor, que estabelece região de blanket e de seed para componentes de um elemento combustível a ser empregado em um reator de água leve, propôs-se a utilização desse conceito em um núcleo de grafite no reator de sal fundido. O bloco de grafite possui uma matriz de orifícios circulares, consistindo de orifícios centrais com diâmetro menor, denominado de seed, e outros que se localizam ao redor destes, contornando-os, com diâmetro maior, o blanket. Foi utilizado sal combustível com F, Li, Be, Th e 233U, no qual o elemento físsil possui maior probabilidade de fissionar na região central (seed), que gera nêutrons que transmutam o material fértil em físsil na região periférica (blanket). Simularam-se diversas configurações mantendo o combustível líquido igual em todo o circuito primário. Procurou-se obter uma estrutura do núcleo que maximize o fator de conversão, a fim de regenerar o combustível nuclear e prolongar o tempo de vida de operação do reator. Outros fatores também foram analisados, como a distribuição espacial do fluxo e da taxa de fissão, o fluxo por unidade de letargia e parâmetros da queima do combustível. Uma estrutura de núcleo foi obtida e analisada em relação ao desligamento por barras de controle e de segurança manufaturadas com carbeto de boro. Conclui-se que o combustível exaurido pode ser utilizado em outra configuração de núcleo com a área de seed maior, com a finalidade de prolongar a operação atendendo ao objetivo proposto inicialmente.
Palavras-Chave: nuclear power; thorium reactors; ship propulsion reactors; molten salt fuels; molten salt coal gasification process; reactor core restraints; reactor design; nuclear engineering
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IPEN-DOC 27928
- FREITAS NETO, LUIZ G. de
; - FREIRE, LUCIANO O.
; - SANTOS, ADIMIR dos
; - ANDRADE, DELVONEI A. de
. Potential advantages of molten salt reactor for merchant ship propulsion.
Brazilian Journal of Radiation Sciences,
v. 9,
n. 2B,
p. 1-18,
2021.
DOI:
10.15392/bjrs.v9i2B.1466
Abstract: Operating costs of merchant ships, related to fuel costs, has led the naval industry to search alternatives to the current technologies of propulsion power. A possibility is to employ nuclear reactors like the Russian KLT-40S, which is a pressurized water reactor (PWR) and has experience on civilian surface vessels. However, space and weight are critical factors in a nuclear propulsion project, in addition to operational safety and costs. This work aims at comparing molten salt reactors (MSR) with PWR for merchant ship propulsion. The present study develops a qualitative analysis on weight, volume, overnight costs, fuel costs and nuclear safety. This work compares the architecture and operational conditions of these two types of reactors. The result is that MSR may produce lower amounts of high-activity nuclear tailings and, if it adopts the U233-thorium cycle, it may have lower risks of proliferating nuclear weapons. Besides proliferation issues, this 4th generation reactor may have lower weight, occupy less space, and achieve the same levels of safety with less investment. Thus, molten salt regenerative reactors using the U233-thorium cycle are potential candidates for use in ship propulsion.
Palavras-Chave: ship propulsion reactors; nuclear merchant ships; comparative evaluations; molten salt reactors; nuclear fuels; radiation protection; reactor safety
-
IPEN-DOC 24772
- PACHECO, RAFAEL R.
; - ANDRADE, DELVONEI A. de
. Technological perspectives for propulsion on nuclear attack submarines.
World Journal of Nuclear Science and Technology,
v. 8,
n. 1,
p. 1-10,
2018.
DOI:
10.4236/wjnst.2018.81001
Abstract: This work aims to present the historical context in which the current understanding
of the phenomenon of the direct contact condensation started to call
the scientific society attention. The development of nuclear power plants
Light Water Reactors demanded a safe way to collect and treat the water used
to cool the reactor. Some characteristics of this water in a high energetic
thermodynamic state made it unsuitable to be directly discharged in the atmosphere.
Small room relieves tanks were developed to contain this discharge.
These tanks were partially fulfilled with water, and the vapor injection
created a vapor plume. In the interface of liquid and vapor, the thermal exchange
would be increased by the characteristic turbulence of this region.
Palavras-Chave: propulsion systems; submarines; nuclear ships; ship propulsion reactors; emergency plans; cooling systems; vapor condensation; heat transfer; water; nuclear energy; nuclear weapons; technology utilization
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IPEN-DOC 28917
- BORSOI, SAD S.
.
Avaliação probabilística de segurança de projetos de sistemas elétricos de instalações nucleares
/ Probabilistic safety assessment of the design of electric power systems in nuclear installations
.
2022.
Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) -
Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP,
São Paulo.
165 p.
Orientador: Miguel Mattar Neto.
DOI:
10.11606/D.85.2022.tde-04082022-145120
Abstract: Este trabalho apresenta uma metodologia para avaliação de segurança de projetos de sistemas elétricos de instalações nucleares. A metodologia adota a frequência de dano ao núcleo como principal medida de risco para avaliar as diferentes arquiteturas dos sistemas de energia elétrica de uma instalação nuclear, subsidiando a seleção do projeto e o licenciamento destas instalações. Entre as motivações do trabalho está a ausência de uma base normativa que seja específica para o projeto de instalações nucleares que diferem das usinas nucleares de potência convencionais. A adoção de normas de usinas nucleares de potência para aplicação em outros tipos de instalações nucleares, nomeadas não convencionais, não leva em consideração suas particularidades funcionais e operacionais, impondo critérios muitas vezes superestimados, que podem acarretar, inclusive, em um aumento do risco financeiro para execução dos projetos. Nestes casos, análises probabilísticas de segurança tornam-se ferramentas imprescindíveis para o projeto e o licenciamento destas instalações nucleares. Como estudo de caso, considerou-se uma instalação nuclear não convencional com aplicações navais em que foram realizadas, no ambiente do software CAFTA, modelagens e quantificações das falhas dos sistemas responsáveis por garantir a segurança nuclear dessa instalação em modo de desligamento, durante uma parada para troca de combustíveis. Destaca-se neste estudo uma análise comparativa das possíveis configurações dos sistemas elétricos e a influência destas para o risco global da instalação. Como resultado, em função das particularidades funcionais, recomenda-se a revisão da base normativa das instalações nucleares não convencionais com aplicações navais.
Palavras-Chave: nuclear facilities; reactor sites; ship propulsion reactors; power systems; electric power industry; design; licensing; shutdown; outages; probabilistic estimation; risk assessment; safety analysis
-
IPEN-DOC 28015
- SOBREIRO JUNIOR, ADALBERTO R.
.
Desenvolvimento de um plano preliminar de descomissionamento de um navio com uma planta de potência nuclear embarcada
/ Development of a preliminary proposal for a nuclear power-plant ship decommissioning
.
2021.
Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) -
Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP,
São Paulo.
100 p.
Orientador: Delvonei Alves de Andrade.
DOI:
10.11606/D.85.2021.tde-16062021-154737
Abstract: Para reduzir as emissões de gases do efeito estufa por navios mercantes, o emprego de energia nuclear seria uma opção viável, porém o descomissionamento traz custos elevados os quais impactam a viabilidade econômica. A experiência da Marinha Americana indica que o custo de um descomissionamento, depois de estabelecido um processo bem definido, é próximo de 25% do custo do reator, porém a experiência da Marinha Britânica, que protelou o descomissionamento, salienta um custo muito maior, ou seja, um bom planejamento reduz custos e atrasos. Portanto, é importante desenvolver uma boa política de reciclagem após a inativação do navio com uma usina nuclear. O objetivo deste trabalho é propor um método de descomissionamento para navios com propulsão nuclear através de pesquisas trazendo a experiência e feedback de outros países sobre esse assunto. Além de um processo enxuto de descomissionamento que atende as normas vigentes, este trabalho identificou requisitos de projeto e de base que trariam benefícios econômicos a um empreendimento nuclear. O potencial máximo de ganho com a adoção do método proposto e o atendimento dos requisitos identificados seria de 10,3% de economia sobre o preço da tarifa da energia vendida ao consumidor. No entanto, existem custos adicionais no projeto, cuja estimativa, às vezes, é de difícil obtenção.
Palavras-Chave: mobile reactors; ship propulsion reactors; nuclear facilities; nuclear engineering; decommissioning; regulations; multilateral agreements; nuclear ships
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IPEN-DOC 28252
- S. JUNIOR, ADALBERTO
; - FREIRE, LUCIANO O.
; - ANDRADE, DELVONEI A. de
. On the commercial feasibility of decommissioning a nuclear power plant ship.
In: INTERNATIONAL NUCLEAR ATLANTIC CONFERENCE,
November 29 - December 2, 2021, Online. Proceedings... Rio de Janeiro: Associação Brasileira de Energia Nuclear,
2021.
Palavras-Chave: cost; reactor decommissioning; reactor maintenance; ship propulsion reactors; economic analysis; financing; investment; nuclear fuels
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.
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O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.
A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.
1. Portaria IPEN-CNEN/SP nº 387, que estabeleceu os princípios que nortearam a criação do RDI, clique aqui.
2. A experiência do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP) na criação de um Repositório Digital Institucional – RDI, clique aqui.
O Repositório Digital do IPEN é um equipamento institucional de acesso aberto, criado com o objetivo de reunir, preservar, disponibilizar e conferir maior visibilidade à Produção Científica publicada pelo Instituto, desde sua criação em 1956.
Operando, inicialmente como uma base de dados referencial o Repositório foi disponibilizado na atual plataforma, em junho de 2015. No Repositório está disponível o acesso ao conteúdo digital de artigos de periódicos, eventos, nacionais e internacionais, livros, capítulos, dissertações, teses e relatórios técnicos.
A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.
O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.