Los combustibles tolerantes a accidentes (ATF) son una serie de nuevos conceptos de combustible nuclear, investigados para mejorar el rendimiento del combustible durante el funcionamiento normal, condiciones transitorias y escenarios de accidentes, como accidentes por pérdida de refrigerante (LOCA) o accidentes iniciados por reactividad ( RIA). Tras el accidente de Fukushima Daiichi, se inició una revisión del comportamiento del combustible. El combustible revestido de aleación de circonio funciona con éxito hasta un alto grado de combustión y es el resultado de 40 años de desarrollo y mejora continuos. Sin embargo, en condiciones de accidentes graves, la interacción de vapor y circonio a alta temperatura puede ser una fuente importante de daños a la planta de energía.
Estas actualizaciones incluyen:
- Aditivos especialmente diseñados para pellets de combustible estándar destinados a mejorar diversas propiedades y rendimiento.
- revestimientos robustos aplicados al exterior de revestimientos estándar destinados a reducir la corrosión, aumentar la resistencia al desgaste y reducir la producción de hidrógeno en condiciones de alta temperatura (accidentes)
- desarrollo de diseños de combustible completamente nuevos con revestimiento cerámico y diferentes materiales combustibles
El revestimiento de combustible actual es la capa exterior de las barras de combustible, que se encuentra entre el refrigerante del reactor y el combustible nuclear (es decir , pastillas de combustible ). Está hecho de un material resistente a la corrosión con una sección transversal de baja absorción para los neutrones térmicos (~ 0,18×10–24 cm2), generalmente una aleación de circonio . Evita que los productos de fisión radiactivos escapen de la matriz de combustible al refrigerante del reactor y lo contaminen. El revestimiento constituye una de las barreras en elenfoque de» defensa en profundidad «, por lo que su capacidad de refrigeración es uno de los aspectos clave de seguridad.
Referencia especial: Agencia de Energía Nuclear, Informe de vanguardia sobre combustible tolerante a accidentes en reactores de agua ligera. NEA No 7317, OCDE, 2018.
Revestimiento de combustible recubierto de cromo
El cromo es uno de los posibles elementos de recubrimiento para combustibles tolerantes a accidentes. Los revestimientos de circonio con revestimiento de Cr y otros revestimientos con revestimiento metálico reducen significativamente las tasas de oxidación a alta temperatura. El espesor del revestimiento suele estar comprendido entre 20 y 30 mm. Todos los materiales de recubrimiento investigados (Cr, FeCrAl, Cr-Al, CrN) son más duros que las aleaciones de circonio, por lo que si el recubrimiento es lo suficientemente grueso (> 30 μm), las propiedades mecánicas se modificarán con mayor resistencia y menor ductilidad. La mayor dureza de los materiales de revestimiento tiene la ventaja de proteger potencialmente el revestimiento contra rozaduras y desgaste. Por lo tanto, el revestimiento de Cr puede reducir significativamente el riesgo de daños en el revestimiento debido a los escombros o al desgaste de la rejilla a la varilla.
Pero la principal ventaja es que el revestimiento revestido hereda todos los beneficios de las propiedades del material base de zirconio, pero mejora su resistencia a la oxidación y corrosión tanto en condiciones normales de funcionamiento como de accidentes. Según varias investigaciones, los revestimientos con revestimiento de Cr exhiben una resistencia post-templado y una ductilidad residual significativamente mayores. El efecto de refuerzo del revestimiento recubierto de Cr observado a alta temperatura es beneficioso porque retrasa el tiempo de ruptura y conserva mejor la geometría refrigerable del canal de combustible nuclear al mitigar el bloqueo del flujo. Además, la corrosión de las aleaciones de circonio revestidas con Cr se reduce a casi cero, disminuyendo así también la absorción de hidrógeno por el revestimiento. Por lo tanto, el revestimiento no presentará fragilización por hidrógeno,
Esperamos que este artículo, Revestimiento de combustible recubierto de cromo , lo ayude. Si es así, danos un me gusta en la barra lateral. El objetivo principal de este sitio web es ayudar al público a conocer información importante e interesante sobre los materiales y sus propiedades.