SIMULACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DE VAINAS DE COMBUSTIBLES NUCLEARES EN CONDICIONES TERMOMECÁNICAS DE ACCIDENTE CON DIONISIO 3.0

GOLDBERG, EZEQUIEL; MATIAS LOZA PERALTA; ALEJANDRO SOBA

Congreso; MECON 2021; 2021

Los materiales actualmente utilizados en la industria nuclear, así como aquellos candidatospara un futuro uso, son sometidos a experimentos de los cuales una gran cantidad se realizan fuera delreactor, aplicando historias de temperatura y/o presurización sin irradiación para evaluar sus propiedadestermomecánicas. Estos ensayos pueden ser llevados a cabo en entornos inertes para determinar elcomportamiento puro de la pieza examinada o en entornos que involucren el uso de vapor o altasconcentraciones de iodo o hidrógeno para analizar su influencia en el material en cuestión. Dentro de laSección Códigos y Modelos de la CNEA, hemos desarrollado un nuevo módulo en el código DIONISIO3.0 que nos permite simular experiencias sin irradiación sobre diversos materiales. Se han seleccionadouna serie de experimentos realizados sobre vainas de Zry-4 y E110 (Zr1%Nb) con el objetivo decaracterizar los fenómenos de ballooning y burst (ruptura) ante condiciones que emulan aquellas quepueden ocurrir en escenarios de accidente por pérdida de refrigerante. El modelo desarrollado permiteutilizar un dominio tanto en dos dimensiones con simetría axial como uno en tres dimensiones,determinando el momento de ruptura de la vaina en conjunto con la evolución de la fisura en los instantesfinales (únicamente para los dominios en tres dimensiones). Esto requirió incorporar al código modelosde predicción de creep en alta temperatura y de ruptura de la vaina por condiciones de tensión y/odeformación además de modelos de zona cohesiva para describir la formación y el avance de la fisura.