dc.contributor.advisor | Ayllón Guerola, Juan Manuel | es |
dc.contributor.advisor | Navarro Pintado, Carlos | es |
dc.creator | Núñez Portillo, Juan Manuel | es |
dc.date.accessioned | 2018-12-17T17:50:21Z | |
dc.date.available | 2018-12-17T17:50:21Z | |
dc.date.issued | 2018 | |
dc.identifier.citation | Núñez Portillo, J.M. (2018). Dynamic analysis of the ITER Fast-Ion Loss Detector. (Trabajo Fin de Grado Inédito). Universidad de Sevilla, Sevilla. | |
dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/11441/81098 | |
dc.description.abstract | La sociedad se enfrenta en nuestros días a la búsqueda de una fuente de energía limpia y fiable con la que
superar la actual dependencia de los combustibles fósiles. En este sentido, la energía producida por el Sol ha
despertado el interés de la comunidad científica. Desde mediados del siglo pasado, muchos han sido los
avances en el campo de la fusión nuclear. No obstante, para demostrar su viabilidad técnica y económica es
necesaria una apuesta sin precedentes.
La Unión Europea, China, India, Japón, Corea del Sur, Rusia y los Estados Unidos cooperan en la
construcción del reactor de fusión nuclear ITER, que va a suponer un auténtico hito en la historia de la
humanidad. Desde un punto de vista ingenieril, una organización suficientemente robusta entre los distintos
miembros es clave para garantizar un alto nivel de seguridad, siendo indispensable estructurar el trabajo y
seguir un proceso de diseño estandarizado.
Dentro de la estructura del proyecto se encuentra el sistema de diagnósticos. Estos diagnósticos juegan un
papel esencial en la investigación de la fusión nuclear. En particular, uno de esos diagnósticos es el Detector de
Pérdidas de Iones Rápidos (FILD), que proporciona información relevante acerca de la eficiencia de la
reacción nuclear y del posible daño que se produce en las paredes del interior del reactor.
A día de hoy, el diseño del FILD de ITER se encuentra aún en una fase conceptual, si bien encara la
preparación para la revisión antes de pasar a la siguiente fase de diseño. Durante esa revisión, un equipo
multidisciplinar de ITER evaluará el cumplimiento de los requerimientos del diseño conceptual propuesto.
Para ello, es necesaria la entrega, en plazo y formas adecuados, de la documentación que lo justifica.
El presente trabajo fin de grado ha tenido por objeto investigar y reunir todas las herramientas requeridas para
realizar el análisis dinámico del FILD de ITER, cuyos resultados habrá que recoger debidamente en un
informe entregable junto con el resto de la documentación exigida antes de la revisión del diseño. Puesto que
el estado exigido para la revisión conceptual de ese informe es preliminar, no se ha buscado obtener unos
resultados definitivos. Más bien, se ha pretendido entender a fondo las particularidades de este tipo de análisis,
siguiendo las directrices propuestas por la Organización de ITER.
En particular, el estudio dinámico del FILD de ITER se ha llevado a cabo mediante un análisis de espectro de
respuesta, un método ampliamente utilizado en la industria nuclear por su sencillez y rapidez a la hora de
obtener resultados conservadores.
Aunque el análisis de espectro de respuesta se ha realizado con la ayuda del paquete ANSYS, ha sido crucial
entender desde un punto de vista teórico el problema; en concreto, entender bien los sistemas de un grado de
libertad, puesto que el estudio de los sitemas de N grados de libertad puede reducirse al estudio de N sistemas
de un grado de libertad por medio de la técnica de superposición modal.
Finalmente, se han obtenido unos resultados interesantes para un modelo de FILD ligeramente distinto, con un
punto de apoyo que no estaría en la realidad, pero que ha sido necesario usarlo teniendo en cuenta la linealidad
del análisis usado y el estado prematuro del diseño mecánico empleado. | es |
dc.description.abstract | Nowadays, the society faces the search for a reliable environmentally-friendly energy source in order to
overcome the current dependency on the fossil fuels. In this way, the energy released by the Sun has awakened
interest in the scientific community. Since the middle of the 20th century, there have been a lot of
breakthroughs in the field of nuclear fusion. However, an unprecedented investment is necessary to prove the
technical and economic feasibility of fusion power.
The EU, China, India, Japan, South Korea, the Russian Federation and the USA are collaborating in the
construction of the ITER nuclear fusion reactor, which will mark a milestone in the history of humanity. From
the point of view of engineering, a sufficiently robust organization among the different members is key to
ensure a high safety level, being indispensable to structure the work and to follow a standardized design
process.
Inside the project structure, the diagnostics system is found. These diagnostics play an essential part in the
nuclear fusion research. In particular, one of those diagnostics is the Fast-Ion Loss Detector (FILD), which
provides important information about the nuclear reaction efficiency and the possible damage to the inner
walls of the reactor.
As of today, the ITER FILD design is still at a conceptual stage, but it faces the preparation for the previous
review to go ahead until the next design phase. During this review, a multidisciplinary team from ITER will
assess the compliance of the conceptual design proposed with the requirements. For that reason, it will be
required to properly deliver the documentation that justifies it.
The aim of the present final project has been to study and collect all the tools needed to perform a dynamic
analysis of the ITER FILD, whose results will have to be appropiately included in a deliverable together with
the rest of documentation demanded before the design review. Since the state that is required for the
conceptual review is preliminar, the goal has not been to obtain definite results. On the contrary, the scope of
this work has been limited by the well understanding of this type of analysis, following the guidelines
proposed by ITER Organization.
In particular, the dynamic study of ITER FILD has been carried out by means of a response spectrum analysis,
a method widely used by the nuclear industry because of its simplicity and rapidity in obtaining conservative
results.
Even though the response spectrum analysis has been performed with the help of the ANSYS package, it has
been crutial to understand the problem from a theoretical point of view; specifically, to well understand the
single degree-of-freedom systems, since the study of the N degree-of-freedom systems can be reduced to the
study of N single degree-of-freedom systems by using the modal superposition technique.
Finally, some interesting results have been obtained for a slightly different FILD model, with a support point
that would not exist in reality, but that has been necessary taking into consideration that the analysis used is
linear by nature and because of the premature state of the mechanical design used. | es |
dc.format | application/pdf | es |
dc.language.iso | spa | es |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Fusión nuclear | es |
dc.subject | Reactor de fusión nuclear | es |
dc.subject | FILD de ITER | es |
dc.title | Dynamic analysis of the ITER Fast-Ion Loss Detector | es |
dc.type | info:eu-repo/semantics/bachelorThesis | es |
dc.type.version | info:eu-repo/semantics/publishedVersion | es |
dc.rights.accessRights | info:eu-repo/semantics/openAccess | es |
dc.contributor.affiliation | Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Mecánica y Fabricación | es |
dc.description.degree | Universidad de Sevilla. Grado en Ingeniería Aeroespacial | es |
idus.format.extent | 93 p. | es |