Feasibility study of a micro modular reactor for Military ground applications

Estudio de viabilidad de un micro reactor modular para aplicaciones militares terrestres

En esta investigación se estudia la viabilidad del micro reactor modular altamente integrado Holos (HI-MMR), desarrollado por Filippone and Associates LLC, como fuente de energía para el despliegue militar en tierra. El Holos HI-MMR es un reactor térmico refrigerado por gas diseñado para generar 30 MWt. Se creó un modelo del reactor en el código de partículas N de Monte Carlo MCNP 6.1 para obtener los parámetros básicos de criticidad y una estimación del quemado. El diseño del reactor utiliza combustible tristructural-isotrópico (combustible TRISO), que se modeló como una mezcla homogénea con un enriquecimiento del diez por ciento. Al diez por ciento de 235U, se encontró que el valor k-efectivo del reactor era de 1.05810 ± 0.00166 al comienzo de la vida (BOL). Según los cálculos de quemado, el reactor durará 13 años antes de necesitar reabastecimiento. Se realizó una comparación de valores con las configuraciones actuales de los generadores diésel utilizados en las bases de operaciones militares de avanzada, utilizando una línea de base de 7 dólares por galón de diesel. En un estudio de caso del aeródromo de Bagram, se encontró que el reactor Holos tenía un valor de 7,03 sobre 10 frente a la configuración actual del generador diesel, que tenía un valor de 4,15. Ambos valores se encuentran en relación con los criterios desarrollados en este documento.

Puntos destacados de la investigación

- Estudio de viabilidad del innovador reactor micro modular frente a los grupos electrógenos diesel

- Comparación de los costos de las operaciones de avanzada para incluir los costos de los convoyes y el despliegue

- Se reducen los costos de primera clase de los sistemas secundarios de los reactores que se emplean en aplicaciones no nucleares

- Análisis de valor realizado utilizando los costos asociados a las operaciones militares recientes

Introducción

El propósito de esta investigación fue estudiar el micro reactor modular altamente integrado Holos (HI-MMR) desarrollado por Filippone and Associates LLC para evaluar la viabilidad de modificar el reactor en una configuración adecuada para aplicaciones militares en entornos de despliegue avanzado. La motivación principal del proyecto proviene de los peligros inherentes, las complejidades logísticas y los costos abrumadores del actual método militar para sostener las demandas de energía de las bases de operaciones avanzadas (FOB) utilizando generadores diesel. Los estudios realizados por el Instituto de Política Ambiental del Ejército (AEPI) encontraron que cada convoy de reabastecimiento de combustible en Irak sufrió un estimado de 0,026 bajas mientras que cada convoy sufrió 0,042 bajas en Afganistán [1]. Además, el Centro de Investigación y Desarrollo de Ingenieros del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos estimó que el combustible para generadores diesel puede costar hasta 400 dólares por galón, y que la demanda de energía típica de los FOB equivale a 1,7 a 2,4 galones de combustible para el generador por persona por día [2]. Mientras que 400 dólares por galón es extremo, es razonable estimar 7 dólares por galón en un entorno de despliegue avanzado considerando los recursos logísticos necesarios para transportar el combustible al usuario. El análisis realizado en esta investigación sirve como un importante paso preliminar en un intento de reemplazar o complementar los generadores diesel para ayudar a reducir las bajas de combate y los costos de energía (Figura 1).