Aprèn - Alfredo de Blas del Hoyo

The International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) is a groundbreaking interna- tional collaboration aimed at developing fusion energy as a clean, safe, and virtually limitless source of power that brings together scientists, engineers, and experts from 35 countries to con- struct and operate the world's largest experimental fusion reactor. Through the fusion of hy- drogen isotopes, ITER seeks to replicate the process that powers the sun and stars, harnessing the immense energy released to generate electricity. With its ambitious goals and cutting-edge technology, ITER represents a significant milestone in the pursuit of sustainable and abundant energy for the future. As part of the ITER project, the development of several systems of plasma heating is needed to achieve fusion conditions in order to reach plasma ignition. One of such heating systems is the Heating Neutral Beam (HNB), which is designed to inject a energetic beam of neutral atoms into the plasma and heat the fusion plasma by coulomb collisions of such with the plasma. This system requires of several components such as power supplies, cryopumps and cooling components working together in order to achieve a controlled and safe operation of the HNB. It also needs to work coordinated with the experimental control with high availability. The neutral beam control system is, therefore, responsible for the correct and safe operation of the two HNB units installed at ITER. The project presents an overview of the instrumentation and control system currently being developed for the Neutral Beam units and presents the development and design of a remote distributed data acquisition system prototype for the Neutral Beam instrumentation and control system. The performance of the prototype will be measured and evaluated to determine if such solution is fit for ITER requirements and can therefore be implemented into the Neutral Beam control system and other control systems within the reactor components. This project was developed under the Traineeship program by the European Joint Undertaking for ITER and the Development of Fusion Energy, Fusion For Energy (F4E). This report presents the work the author performed during such contract and under the guidance of the program's supervisors

Design of a distributed data acquisition system for the ITER's neutral beam

Projecte Final de Màster Oficial

Ruché Alvarez, Francesc Xavier

Tutor/a - Director/a: Blas del Hoyo, Alfredo de

Data de publicació: 2023

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

Use of the simulation code METIS to analyze a balance of power in ITER.

Treball de recerca tutelat

Billette De Villemeur, Max

Tutor/a - Director/a: Blas del Hoyo, Alfredo de

Data de publicació: 2023

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

Diseño, desarrollo y puesta a punto del sistema digital de control y gestión del dosímetro de neutrones

Treball Final de Grau

González Soba, Emmanuel

Tutor/a - Director/a: Blas del Hoyo, Alfredo de

Data de publicació: 2023

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

El dosímetro de neutrones es un instrumento de protección radiológica, cuya función es determinar la dosis de neutrones que se registran en los diferentes entornos y sectores donde se generan estas partículas neutras, para poder controlar tales dosis y alertar al usuario de su peligrosidad, ya que pueden llegar a ser letales para el ser humano. El dosímetro determina la dosis equivalente de un campo de radiación. La dosis equivalente es una medida de efecto de ese campo de radiación en los seres vivos, considerando el tipo de radiación y la radiosensibilidad en los órganos expuestos. En la Sección de Ingeniería Nuclear de la ETSEIB (UPC) ha sido diseñado el bloque analógico de un dosímetro de neutrones, pero faltaba desarrollar el sistema digital de control y gestión del aparato, para lograr la puesta a punto de este dosímetro y poder validar todo el conjunto. Pues bien, sobre este sistema digital versa todo este proyecto. En una placa de Arduino Due se ha desarrollado el sistema digital de control y gestión cuya función principal es llevar el registro de todos los eventos que se producen en el detector, mostrando también las dosis. Otra de sus funciones, es que este sistema puede almacenar en una memoria todos los datos, quedando constancia de la fecha y hora. Se ha realizado también la inicialización de la alimentación del detector, incrementado el voltaje progresivamente para poder regular la tensión de polarización del mismo e implementar una interfase para el usuario. También, han quedado interconectados los sistemas analógico y digital para hacer el conjunto dependiente de una única fuente de alimentación, que serán unas baterías de baja tensión. Tras haberse identificado la procedencia de los diferentes ruidos que se colaban en el circuito y después de ser atenuados para que su efecto fuese insignificante y no alterase la señal original, y al ejecutarse el programa del sistema digital que ha sido desarrollado, el dosímetro llega a ser completamente funcional y está listo para ser calibrado en un futuro. A partir de aquí, se ha podido determinar uno de los parámetros más importantes de un dosímetro de neutrones el tiempo muerto de este, y con este valor conseguir obtener la máxima dosis que pueda medir. Finalmente añadir, que este sistema digital de control y gestión está basado en una electrónica genérica para que así, el sistema de registro de eventos pueda ser fácilmente utilizado para cualquier otro tipo de funcionalidad en la cual intervenga la detección de neutrones

El dosímetre de neutrons és un instrument de protecció radiològica, la seva funció és determinar la dosi de neutrons que es registren en els diferents entorns i sectors on es generen aquestes partícules neutres, per a poder controlar les dosis i alertar a l'usuari de la seva perillositat, ja que poden arribar a ser letals per a l'ésser humà. El dosímetre determina la dosi equivalent d'un camp de radiació. La dosi equivalent és una mesura d'efecte d'aquest camp de radiació en els éssers vius, considerant el tipus de radiació i la radiosensibilitat en los òrgans exposats. En la Secció de Enginyeria Nuclear de la ETSEIB (UPC) ha estat dissenyat el bloc analògic d'un dosímetre de neutrons, però faltava desenvolupar el sistema digital de control i gestió de l'aparell, per a aconseguir la posada a punt d'aquest dosímetre i poder validar tot el conjunt. Doncs bé, sobre aquest sistema digital versa tot aquest projecte. En una placa de Arduino Due s'ha desenvolupat el sistema digital de control i gestió que té com a funció principal portar el registre de tots els esdeveniments que es produeixen en el detector, mostrant també les dosis. Una altra de les seves funcions, és que aquest sistema pot emmagatzemar en una memòria totes les dades, quedant constància de la data i hora. S' ha realitzat també la inicialització de l'alimentació del detector, incrementant el voltatge progressivament per a poder regular la tensió de polarització del mateix i implementar una interfase per a l'usuari. També, han quedat interconnectats els sistemes analògic i digital per a fer el conjunto depenent d'una única font d'alimentació, que seran unes bateries de baixa tensió. Després d'haver-se identificat la procedència dels diferents sorolls que es colaven en el circuit han estat atenuats per a que el seu efecte fos insignificant i no alterés la senyal original, i en executar-se el programa del sistema digital que ha estat desenvolupat, el dosímetre arriba a ser completament funcional i està llest per a ser calibrat en un futur. A partir d'aquí, s'ha pogut determinar un dels paràmetres més importants d'un dosímetre de neutrons el temps mort d'aquest, i amb aquest valor aconseguir obtenir la màxima dosi que pugui mesurar. Finalment afegir, que aquest sistema digital de control i gestió està basat en una electrònica genèrica per a que així, el sistema de registre d'esdeveniments pugui ser fàcilment utilitzat per a qualsevol altre mena de funcionalitat en la qual intervingui la detecció de neutrons.

The neutron dosimeter is a radiological protection instrument, whose function is to determine the dose of neutrons that are registered in the different environments and sectors where these neutral particles are generated, in order to control such doses and alert the user of their dangerousness, since they can become lethal for humans. The dosimeter determines the equivalent dose of a radiation field. The equivalent dose is a measure of the effect of that radiation field on living organisms, considering the type of radiation and the radiosensitivity of the exposed organs. In the Nuclear Engineering Section of the ETSEIB (UPC), the analog block of a neutron dosimeter has been designed, but the digital system of control and management of the device needed to be developed, to achieve the tuning of this dosimeter and to be able to validate the whole set. Well, this whole project is about this digital system. On an Arduino Due board has been developed the digital control and management system, whose main function is to record all the events that occur in the detector, also showing the doses. Another of its functions is that this system can store in a memory all the data. The initialization of the detector's power supply has also been performed, increasing the voltage progressively to be able to regulate the polarization voltage and implement an interface for the user. Also, the analog and digital systems have been interconnected to make the whole set dependent on a single power supply, which will be low voltage batteries. Having identified the origin of the different noises that crept into the circuit and after being attenuated so that their effect was insignificant and did not alter the original signal, and after executing the digital system program that has been developed, the dosimeter becomes fully functional and it is ready to be calibrated in the future. From here, it has been possible to determine one of the most important parameters of a neutron dosimeter, its dead time, and with this value the maximum dose that can be measured. Finally, it should be added that this digital control and management system is based on generic electronics so that the event registration system can be easily used for any other type of functionality in which neutron detection is involved

Monte Carlo time dependent modeling of the MYRRHA core based on SERPENT2

Projecte Final de Màster Oficial

Ballester Vázquez, Bernat

Tutor/a - Director/a: Blas del Hoyo, Alfredo de; Romojaro Otero, Pablo; Hernández Solís, Augusto

Data de publicació: 2022

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

Els fenòmens transitoris són de gran importància per a l'anàlisi de seguretat en nous dissenys de reactors. Actualment, amb MYRRHA en procés de ser llicenciat, enginyers i científics a l'SCK CEN estan fent tots els estudis de seguretat del disseny per demostrar que compleix la regulació. Part d'aquests estudis són els càlculs del comportament dinàmic del reactor en escenaris transitoris, que van des del moviment de barres de control que té lloc regularment durant l'operació del reactor fins a condicions d'accident. És essencial conèixer l'evolució temporal de la reactivitat del nucli, ja que és un paràmetre necessari per a determinar la població de neutrons, la potència o el comportament termo-hidràulic, però calcular-lo no és senzill. Normalment s'opta per aproximar la reactivitat en funció del temps definint una reactivitat estàtica, que no depèn del temps i es pot calcular més fàcilment. Aquesta reactivitat estàtica s'utilitza com a input a les equacions de cinètica puntual (point kinetics equations), per a mesurar l'evolució de la població, o en codis termo-hidràulics, per a estudiar els efectes de feedback i altres paràmetres rellevants per a la seguretat. Tot i això, les millores en potència computacional i el desenvolupament d'eines dinàmiques en codis de Monte Carlo que han tingut lloc els darrers anys permet calcular la reactivitat, així com altres paràmetres d'interès, en funció del temps. Donat que els codis de Monte Carlo no introdueixen cap simplificació en els càlculs, permeten obtenir els resultats més propers a la realitat possibles, cosa que fa el mètode de Monte Carlo una opció interessant. En aquest projecte s'explora la possibilitat d'utilitzar el mètode de Monte Carlo en funció del temps per a l'anàlisi de seguretat de MYRRHA. La metodologia per a fer els càlculs, així com l'aplicació en diversos casos utilitzant diferents models, s'hi presenta. També s'hi inclou una valoració de les deficiències i els reptes que s'han de superar per tal d'utilitzar el mètode en el futur. Actualment, però, el mètode de Monte Carlo encara no és aplicable, i els mètodes estàtics encara es prefereixen. En un esforç per a proporcionar a l'equip de seguretat de MYRRHA una eina fiable per al càlcul de la reactivitat en un escenari transitori, el mètode utilitzat actualment a l'SCK CEN ha estat avaluat i comparat amb les simulacions dinàmiques de Monte Carlo. Addicionalment, un mètode alternatiu per al càlcul de la reactivitat estàtica, derivat de la teoria de perturbació, s'ha proposat i estudiat

Transient phenomena are of major importance in the safety analysis of new reactor designs. At the moment, while MYRRHA is in the process of being licensed, engineers and scientists at SCK CEN are performing all the necessary safety studies in the design to ensure it complies with the regulations. Part of such studies are the calculations of the dynamic behaviour of the reactor in transient scenarios, which can range from movements of control rods bundles that take place regularly in the operation of a nuclear reactor to accident conditions. Knowing the time-dependent evolution of the reactivity in the core is essential, as it is a parameter that is required for determining the neutron population, power or thermal-hydraulic behaviour of the reactor, but calculating it is not a simple task. Usually, the approach followed is to approximate the time-dependent reactivity by determining a static reactivity instead, which is not dependant on time and can be more easily calculated. This static reactivity is then used as an input in the point kinetics equations, to measure the evolution of the neutron population, and in thermal-hydraulic codes, to study the feedback effects and other safety-related parameters. However, in the last years the general improvements in computational power and the development of dynamic tools in various Monte Carlo neutron transport codes offer the possibility of calculating the reactivity, as well as other parameters of interest, using a fully time-dependent approach. As Monte Carlo method does not introduce major simplifications in the calculations, they allow to reach best-estimate solutions, which makes the Monte Carlo approach an interesting possibility. In this work, the possibility of using time-dependent Monte Carlo simulations for the safety analysis of the MYRRHA reactor is explored. The approach for performing such calculations, together with case studies using various models are presented. An assessment of the main challenges and shortcomings that need to be overcome for the use of the method in the future is also included. At the moment, though, the Monte Carlo method is not yet applicable in safety studies, and static methods are preferred instead. In an effort to provide the safety team with a reliable tool to calculate the reactivity of the core in a transient situation, the method currently used at SCK CEN is evaluated and compared with the dynamic Monte Carlo simulations. Additionally, an alternative approach for the calculation of the static reactivity, derived from perturbation theory, is proposed and studied

Implementation, review and monitoring of the safety parameters of 9 leak detection systems for the ITER nuclear fusion plant

Projecte Final de Màster Oficial

Prat Baucells, Jordi

Tutor/a - Director/a: Blas del Hoyo, Alfredo de; Carnicer Cáceres, Adela Yaiza

Data de publicació: 2022

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

Desenvolupament d'una eina de post-procés d'anàlisi neutrònic

Treball Final de Grau

Mosquera Campos, Xavier

Tutor/a - Director/a: Blas del Hoyo, Alfredo de

Data de publicació: 2022

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

Aquest treball tracta sobre el desenvolupament d'una eina de post-procés per analitzar, modificar i convertir fitxers VTK (Visualization Toolkit) a formats més adequats per a les posteriors anàlisis requerides. És un projecte proposat per F4E (Fusion for Energy), una organització de la Unió Europea que s'encarrega de la contribució d'Europa l'ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). Aquest és un reactor de fusió nuclear que s'està desenvolupant en un projecte global on col·laboren diferents països de tot arreu del món. Tot i que el desenvolupament de l'eina és purament informàtic, en el treball es fa una anàlisi sobre tot el procés pel qual passen les dades, des de la seva creació fins que arriben al meu programa i quina informació porten emmagatzemada. El programa servirà per a estudis en fusió nuclear, concretament en el reactor ITER. Per això, primer s'introdueixen alguns conceptes i equacions sobre neutrònica, que ens serveix per a l'estudi dels neutrons, les partícules protagonistes que s'estudiaran amb el meu programa. Seguidament, quina relació tenen aquests neutrons amb la producció d'energia amb fusió nuclear, tant en l'àmbit físic com d'enginyeria, i quin programa de simulació informàtic es fa servir per entendre i estudiar el seu comportament. Els resultats d'aquestes simulacions estan en un fitxer de text que té escrites totes les dades, i per això Fusion for Energy, l'organització que m'ha demanat el desenvolupament del programa, les converteix a un altre format: VTK. Per tant, en el treball també s'explica en què consisteix aquest format i de quina manera estaran emmagatzemades les dades que serviran d'entrada pel meu programa. El programa desenvolupat, doncs, agafa aquests fitxers VTK i els converteix a uns altres formats més adequats suggerits per Fusion for Energy. Per això, primer es desenvolupa un disseny conceptual on s'especifiquen totes les parts necessàries que ha de contenir el programa per a satisfer tots els requeriments imposats per l'empresa. Després, amb el llenguatge de programació Python, es desenvolupa el programa fent ús de la llibreria Pyvista i s'explica la raó de ser de cada part del conjunt. Per últim, s'aplica el programa a un cas en concret proposat per Fusion for Energy per a comprovar que els resultats s'adeqüen a tots els requeriments

Modelo y estudio de un preamplificador de carga para la detección óptima de neutrones y campos pulsados de neutrones

Treball Final de Grau

Granados Donlo, Miguel

Tutor/a - Director/a: Cortés Rossell, Guillem Pere; Blas del Hoyo, Alfredo de

Data de publicació: 2021

Escola d'Enginyeria de Barcelona Est (EEBE)

Veure detall Accés al text complet

Desarrollo de un prototipo de la instrumentación electrónica del dosímetro de neutrones LIN-rem

Treball Final de Grau

El Benna Escala, Marc Jdidi

Tutor/a - Director/a: Blas del Hoyo, Alfredo de

Data de publicació: 2021

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

Desarrollo de un analizador mono-canal digital mediante un equipo STEMlab 125-10 Red Pitaya.

Treball Final de Grau

Pradas Barro, Xavier

Tutor/a - Director/a: Blas del Hoyo, Alfredo de

Data de publicació: 2021

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

Experimental and Monte Carlo determination of HPGe efficiency for environmental samples

Projecte Final de Màster Oficial

Tello Guizado, Josué Eduardo

Tutor/a - Director/a: Blas del Hoyo, Alfredo de

Data de publicació: 2021

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

Estudi de l'efecte del fons intrínsec dels detectors de LaBr3(Ce) en les mesures de baixa activitat

Treball Final de Grau

Piqué Prat, David

Tutor/a - Director/a: Blas del Hoyo, Alfredo de

Data de publicació: 2020

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

Desarrollo de un circuito de acondicionamiento para la operación del dosímetro de neutrones LINrem en modo corriente

Treball Final de Grau

Mercadé De Luna, María

Tutor/a - Director/a: Blas del Hoyo, Alfredo de

Data de publicació: 2020

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

Disseny del circuit de condicionament del senyal generat per un detector de centelleig

Treball Final de Grau

Prat Baucells, Jordi

Tutor/a - Director/a: Blas del Hoyo, Alfredo de

Data de publicació: 2020

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

Selección de escenarios y acciones humanas para entrenamiento de operadores de una central nuclear

Projecte Final de Màster Oficial

Mirallas Esteban, Alberto

Tutor/a - Director/a: Blas del Hoyo, Alfredo de

Data de publicació: 2019

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

Renovation of the electrical wiring and devices in the access point 3 of the SPS

Treball Final de Grau

Gomis Doménech, Marta

Tutor/a - Director/a: Blas del Hoyo, Alfredo de

Data de publicació: 2019

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB)

Veure detall Accés al text complet

The present Bachelor's dissertation expounds the electrical study of the low voltage installation renovation in the access point 3 of CERN's (European Organisation for the Nuclear Research) 2nd largest accelerator: the SPS (Super Proton Synchrotron). The project is carried out during the LS2 (2nd Long Shutdown) in the technical office of the headquarters that the Spanish company COMSA has at CERN. This renovation is intended to serve as a model for the future renovation of the 6 remaining access points of the SPS. The aim of the renovation is a functional separation of the electrical distribution according to the nature of the final loads, which are currently fed from the same Main Low Voltage Switchboard (MLVS). Several new secondary switchboards will make this separation possible. CERN has interests in keeping as much original equipment and wiring as possible (such original installation dates from the 70's). As for the rest, it must fulfil the new requirements, and the new installation is intended to follow the model of the biggest accelerator at CERN and in the world: the Large Hadron Collider (LHC), which is running since 2008 and exclusively fed from the SPS. The design is carried out using the engineering software Elec Calc and it includes the cable sizing and the protective devices election. The report is based on the cable sizing process, and it has been complemented by the conventional calculation taking into account both main requirements for cables: admissible current and voltage drop limits. As for the conventional method, four different models have been analysed. The focus has been put on the part of the installation that supplies the accelerator's tunnel, fed from the main auxiliary building. Based on the calculation note and the load requirements, four secondary distribution boards have been designed by means of AutoCAD software. The resulting installation design has successfully arranged the original installation to the new requirements, entailing exclusively the replacement of the minimal number of equipments. The voltage drop results obtained by the variety of sources have been analysed and compared. The works concerning the underground installation are being arranged to start in summer 2019, while the four designed switchboards are already fabricated and waiting for being installed on-site. Currently, the project founds itself in its following phase, which concerns the second auxiliary building.