Alto quemado en el código DIONISIO

ALICIA DENIS; ALEJANDRO SOBA

CABA

Congreso; AATN 2012; 2012

La extensión a rangos elevados de quemado (>50MWd/KgHM) de combustibles de óxido de uranio o de óxido mixto de uranio-plutonio, desencadena dentro de las pastillas procesos no observados para quemados bajos. Uno de los efectos más importantes es la formación de una microestructura característica en la que los granos tienen un tamaño típico de 200 nm y los poros, de algunos μm. Esta estructura comienza a formarse en el borde externo de la pastilla y se ensancha a medida que progresa el quemado. Si bien esta zona, que suele denominarse ?rim?, es muy delgada, tiene un efecto marcado sobre la resistencia mecánica de la pastilla (particularmente cuando ocurre contacto con la vaina) y sobre la distribución de temperaturas en la pastilla (pues posee una muy baja conductividad térmica). Actualmente se cree que el cambio estructural es causado por la elevada sección eficaz de absorción del 238U para neutrones epitérmicos (picos de resonancia), que da origen a una cadena de reacciones nucleares por la que se forman diversos isótopos de Pu particularmente en la corona externa de la pastilla. La presencia de los isótopos físiles 239Pu y 241Pu da lugar a una tasa de fisiones muy incrementada en esa zona. Así, el quemado y el flujo neutrónico adoptan una distribución no uniforme en la pastilla, alcanzando en la periferia valores 2 a 3 veces superiores al promedio. A partir de estos resultados se construyeron funciones de ajuste para las secciones eficaces de absorción, captura y fisión de cada una de esas especies, en términos del radio, quemado promedio y enriquecimiento inicial, bajo la aproximación de un único grupo de energía.