Simulación numérica del daño producido por irradiación neutrónica en los materiales de los reactores de fusión

Resumen

Resultado fundamental de la tesis es el desarrollo de un modelo de cálculo capaz de i) Determinar la evolución temporal de la producción de desplazamientos atómicos y de impurezas en materiales sometidos a las condiciones de irradiación neutrónica de reactores de fusión y de instalaciones experimentales, y de ii) LLevar a cabo un análisis exhaustivo de la producción de impurezas. Además, se aporta un modelo original en la evaluación de la fuente neutrónica de fusión inercial (FCI), definiendo y validando un parámetro asociado al quemado de la misma, que la caracteriza y posibilita su obtención haciendo uso de cálculos neutrónicos estacionarios. El tratamiento del problema de la generación de productos de transmutación, se basa en el concepto original de función generatriz, que proporciona el número de átomos producidos de una especie (elemento o isotopo) por átomo inicial de otra inicialmente constituyente de la aleación. A partir de estas funciones resulta sencillo analizar la producción de una especie particular, evaluando i) Las fuentes (elementos e isotopos), ii) Las secuencias que conducen a la producción del nucleido o nucleidos críticos, estableciendo su contribución a la misma. Con relación al cálculo de desplazamientos, se han tratado: i) Determinación de la función de daño, y ii) Cálculo de la sección eficaz de daño. La función de daño se ha obtenido mediante simulación numérica de los procesos de daño, y representa el número total de pares Frenkel que quedarían como permanentes en una cascada de desplazamiento formada a temperaturas próximas a OK. Se demuestra que la tasa de producción de desplazamientos en el concepto FCI es aproximadamente un orden de magnitud menor que lo obtenido en el reactor HFIR (fisión mixta) y en el concepto FCM (magnético). El cambio de composición en el material por efecto de las transmutaciones es muy dependiente del tipo de ambiente neutrónico, siendo especialmente pronunciado e