Multidisciplinary fusion engineering

Simple item page
dc.contributorAalto-yliopistofi
dc.contributorAalto Universityen
dc.contributor.advisorSnicker, Antti, Dr., Aalto University, Department of Applied Physics, Finland
dc.contributor.authorSzogradi, Marton
dc.contributor.departmentTeknillisen fysiikan laitosfi
dc.contributor.departmentDepartment of Applied Physicsen
dc.contributor.labFusion and Plasma Physicsen
dc.contributor.schoolPerustieteiden korkeakoulufi
dc.contributor.schoolSchool of Scienceen
dc.contributor.supervisorSand, Andrea, Prof., Aalto University, Department of Applied Physics, Finland
dc.date.accessioned2022-09-19T09:00:09Z
dc.date.available2022-09-19T09:00:09Z
dc.date.defence2022-10-04
dc.date.issued2022
dc.description.abstractThe dissertation entails the modelling and analytical work, performed by the PhD candidate under the umbrella of the balance of plant workpackage of the EUROfusion Consortium. In order to tackle present and future multiphysics challenges of the European DEMO, a calculation chain has been developed in which annexed modules resolve plasma physics, particle transport and thermal-hydraulic problems. The ASCOT suite of codes was used to generate burn-phase distribution of fusion product neutrons in a 2D (R, z) domain. The derived source rate profile was utilized by the Serpent Monte Carlo code in subsequent neutron-photon transport simulations with a hybrid geometry, combining homogeneous and CAD-based heterogeneous cells. Complementary sensitivity studies were carried out, investigating scalability and various optimisation strategies concerning the Serpent simulations. Results of previous transient analyses, obtained with the Apros thermal-hydraulic system code, were discussed with respect to the two main plant candidates, namely the helium-cooled pebble bed (HCPB) and the water-cooled lithium-lead (WCLL) configurations. Analytical and operational uncertainties were itemized referring to completed, ongoing and planned verification and validation activities, aiming to assess the reliability of the toolkit.en
dc.description.abstractVäitöskirja kuvailee EUROfusion-konsortion Balance of Plant (BoP) työryhmän puitteissa ehdokkaan suorittamia mallinnus- ja analyysitöitä. Suunnitteilla olevan DEMO-voimalaitoksen nykyisten ja tulevien monifysikaalisten haasteiden ratkaisemiseksi kehitettiin laskentaketju, johon kuuluvat plasmafysiikan, hiukkasten kulkeutumisen ja termohydrauliikan osakokonaisuuksien simuloinnit. Fuusiopalon aikana syntyneiden fuusiotuotteiden jakauman luomiseen käytettiin ASCOT ohjelmistoa (R, z) 2D-tilassa. Syntynyttä lähdetermiprofiilia hyödynnettiin seuraavaksi Serpent-ohjelmiston hiukkasten kulkeutumisen mallintamisessa hybridigeometriassa, jossa käytettiin homogeenisia ja CAD-pohjaisia heterogeenisia soluja. Täydentäviä herkkyyssimulointeja tehtiin Serpent-ohjelmistolla skaalautuvuuden ja optimointistrategian tarkastelun kannalta. Apros-ohjelmistolla aikaisemmin tehtyjen DEMO-laitoksen transienttianalyysien tuloksia sekä heliumjäähdytteisellä (HCPB) että vesijäähdytteisellä (WCLL) primääripiirillä tarkasteltiin. Laskentaketjussa syntyviä epävarmuuksia arvioitiin mallinnuksen ja voimalaitoksen toiminnan näkökulmista aikaisemmin toteutettujen vertailuanalyysien ja validointitöiden perusteella.fi
dc.format.extent74 + app. 76
dc.format.mimetypeapplication/pdfen
dc.identifier.isbn978-952-64-0922-1 (electronic)
dc.identifier.isbn978-952-64-0921-4 (printed)
dc.identifier.issn1799-4942 (electronic)
dc.identifier.issn1799-4934 (printed)
dc.identifier.issn1799-4934 (ISSN-L)
dc.identifier.urihttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/116823
dc.identifier.urnURN:ISBN:978-952-64-0922-1
dc.language.isoenen
dc.opnSiccinio, Mattia, Dr. rer. nat., EUROfusion Consortium, Germany
dc.publisherAalto Universityen
dc.publisherAalto-yliopistofi
dc.relation.haspart[Publication 1]: M. Szogradi and A. Snicker. The development of a novel particle transport and thermal-hydraulic calculation chain for the European DEMO. Submitted to Fusion Engineering and Design, Submission date: 24.08.2022.
dc.relation.haspart[Publication 2]: M. Szogradi and S. Norrman. Model development and transient analysis of the HCPB BB BOP DEMO configuration using the Apros system code. Energies, 14(21), 7214, November 2021. DOI: 10.3390/en14217214
dc.relation.haspart[Publication 3]: M. Szogradi and S. Norrman. Model development and transient analysis of the WCLL BB BOP DEMO configuration using the Apros system code. Energies, 14(18), 5593, September 2021. DOI: 10.3390/en14185593
dc.relation.ispartofseriesAalto University publication series DOCTORAL THESESen
dc.relation.ispartofseries121/2022
dc.revPalermo, Iole, Dr., Fusion Technology Division, CIEMAT, Spain
dc.revFlammini, Davide, Dr., Frascati Research Center, ENEA, Italy
dc.subject.keywordplasma physicsen
dc.subject.keywordparticle transporten
dc.subject.keywordthermal-hydraulicsen
dc.subject.keywordDEMOen
dc.subject.keywordAFSIen
dc.subject.keywordSerpenten
dc.subject.keywordAprosen
dc.subject.keywordplasmafysiikkafi
dc.subject.keywordhiukkasten kulkeutuminenfi
dc.subject.keywordtermohydrauliikkafi
dc.subject.otherPhysicsen
dc.titleMultidisciplinary fusion engineeringen
dc.typeG5 Artikkeliväitöskirjafi
dc.type.dcmitypetexten
dc.type.ontasotDoctoral dissertation (article-based)en
dc.type.ontasotVäitöskirja (artikkeli)fi
local.aalto.acrisexportstatuschecked 2022-10-05_0924
local.aalto.archiveyes
local.aalto.formfolder2022_09_19_klo_10_26
Files
Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
isbn9789526409221.pdf
Size:
20.08 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
Collections
[diss] Perustieteiden korkeakoulu / SCI