¿Qué es el tiempo de afrontamiento del combustible? - Definición - Definición

Para un escenario de accidente dado, el «tiempo de recuperación del combustible» es el lapso de tiempo entre la salida del funcionamiento normal y el momento en el que se produce una pérdida significativa de geometría de los conjuntos combustibles, de modo que el núcleo del reactor ya no puede enfriarse o enfriarse. el combustible no se puede extraer del reactor con las herramientas y los procedimientos disponibles actualmente.

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.

Ventajas del combustible tolerante a accidentes

El combustible tolerante a accidentes (ATF) puede:

soportar la pérdida de enfriamiento activo en el núcleo de un reactor durante mucho más tiempo que el combustible actual
ampliar el margen de seguridad existente para las centrales nucleares
mejorar el rendimiento de la planta nuclear con combustible de mayor duración
Reducir los costos operativos y de mantenimiento para traspasar los ahorros a los consumidores de electricidad.

Tiempo de afrontamiento

Para un escenario de accidente dado, el » tiempo de respuesta del combustible » es el lapso de tiempo entre la salida del funcionamiento normal y el momento en el que se produce una pérdida significativa de la geometría de los conjuntos combustibles, de manera que el núcleo del reactor ya no se puede enfriar o el combustible no se puede refrigerar. ser retirados del reactor utilizando las herramientas y procedimientos disponibles actualmente. Los conceptos de ATF propuestos buscan reducir los riesgos de accidentes graves (SA) aumentando el tiempo de respuesta disponible para los operadores para la respuesta a accidentes, reduciendo el alcance y la tasa de producción de calor e hidrógeno a partir de la oxidación del vapor a alta temperatura (HT) o reduciendo las consecuencias de accidentes graves mediante mejorar la retención del producto de fisión (FP).

References:

Ciencia de los materiales:

Departamento de Energía de EE. UU., Ciencia de Materiales. DOE Fundamentals Handbook, Volumen 1 y 2. Enero de 1993.
Departamento de Energía de EE . UU., Ciencia de Materiales. Manual de fundamentos del DOE, Volumen 2 y 2. Enero de 1993.
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Eberhart, Mark (2003). Por qué se rompen las cosas: comprender el mundo a través de la forma en que se desmorona. Armonía. ISBN 978-1-4000-4760-4.
Gaskell, David R. (1995). Introducción a la Termodinámica de Materiales (4ª ed.). Taylor y Francis Publishing. ISBN 978-1-56032-992-3.
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Ashby, Michael; Hugh Shercliff; David Cebon (2007). Materiales: ingeniería, ciencia, procesamiento y diseño (1ª ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-8391-3.
JR Lamarsh, AJ Baratta, Introducción a la ingeniería nuclear, 3d ed., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.

Ver arriba:
Combustible tolerante a accidentes

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