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Tesis

Simulación de Incorporación de Oxígeno e Hidrógeno en Zry en Condiciones de Accidente Severo en un Reactor Nuclear de Potencia

2003



Título Simulación de Incorporación de Oxígeno e Hidrógeno en Zry en Condiciones de Accidente Severo en un Reactor Nuclear de Potencia
Nombre Díaz, Daniel Oscar
Ingeniero Civil Universidad de Morón Argentina
Magister en Ciencia y Tecnología de Materiales UNSAM
Directores Dra. Denis Alicia. CNEA
.
. CNEA Centro Atómico Constituyentes
Fecha Defensa 12/03/2003
Jurado

Código Código IT IT/T 77/03

Resumen

Los resultados experimentales y de simulaciones de situaciones de accidente severo han mostrado que la presencia de hidrógeno en la vaina de la barra de combustible puede influir significativamente en su comportamiento. Una situación de accidente que ha generado enorme preocupación es la de pérdida de refrigerante (LOCA). La escasez de vapor de agua en alguna región del núcleo del reactor, va acompañada de diversos fenómenos: aumento de la temperatura, enriquecimiento en hidrógeno gaseoso del ambiente y progresiva disolución de la capa de óxido. Una vez desaparecida completamente esta capa, el hidrógeno comienza a disolverse en el metal que ha quedado desnudo. Este proceso es exotérmico y contribuye a incrementar aún más la temperatura, que ya es elevada debido a la ausencia de refrigerante. El ingreso de hidrógeno en el metal puede también verse favorecido por la degradación mecánica de la capa de óxido que da lugar a un cambio de régimen de oxidación. Otro fenómeno capaz de incrementar la entrada de hidrógeno es la aparición de fisuras, que pueden penetrar profundamente en la capa de óxido.
La primera etapa del trabajo estuvo orientada a la búsqueda, en la literatura, de los resultados más recientes referidos a la disolución de hidrógeno en Zr puro o con algún contenido de oxígeno disuelto. Lasevidencias muestran que los mecanismos mediante los cuales ocurre la migración del hidrógeno a través de la capa de óxido, son distintos según se trate de hidrógeno proveniente de una atmósfera cargada de H2 o de vapor de agua.
Otro aspecto del trabajo fue la búsqueda de una correlación entre el contenido de oxígeno disuelto en el metal en sus distintas fases, con su capacidad de disolver hidrógeno. La presencia de oxígeno en algunos casos favorece la penetración de hidrógeno yen otros la dificulta.
Los códigos de simulación de accidentes necesitan contar con algoritmos que permitan predecir las condiciones en que se encuentran los materiales estructurales del núcleo en caso de producirse una situación anormal. Este trabajo es una contribución en esa dirección.

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