DIONISIO 2.0: Revisión del modelo de liberación de gases de fisión enUO2

M. E. GONZALEZ; A.SOBA; A. DENIS

CABA

Congreso; AATN 2014; 2014

AATN

Los gases de fisión producidos en un combustible nuclear durante la operación de un reactor, principalmente Xe y Kr, tienen un efecto determinante en el comportamiento del mismo. Su composición y distribución afectan las propiedades térmicas y mecánicas del material. Los átomos de gas producidos difunden a través del UO2, acumulándose en el gap pastilla-vaina y alterando así la transferencia de calor desde el combustible hacia el refrigerante. Contribuyen al aumento de la presión interna en la barra y pueden llegar a alterar la geometría de la vaina debido a las tensiones y deformaciones causadas. Los criterios de seguridad establecen condiciones en cuanto al inventario de gases de fisión en una barra combustible durante y al final de su irradiación ya que una eventual falla de la vaina daría lugar a la liberación a la atmósfera de los gases generados Todos estos motivos indican la importancia de contar con herramientas confiables de simulación computacional ya que, por tratarse de materiales fuertemente irradiados, las determinaciones experimentales se tornan difíciles o bien impracticables. En este trabajo se presenta un modelo que describe el fenómeno de liberación de gases de fisión y crecimiento de grano, considerando al material, UO2, como un conjunto de granos esféricos, mientras que la distribución de átomos de gas en el grano satisface una ecuación de difusión que tiene en cuenta la presencia de fuentes y sumideros de átomos de gas. Se resuelve el problema utilizando el método de elementos finitos, describiendo el grano mediante una malla unidimensional en la dirección radial, considerando simetría esférica. Los resultados obtenidos son comparados con valores obtenidos a partir de datos experimentales, para diferentes valores de temperatura y quemado del combustible.