Tesis:
Detección, caracterización y modelización de los defectos de las varillas de combustible y su efecto en el comportamiento primario de los reactores PWR - Fuel failure detection, characterisation and modelling : effect on radionuclide behaviour in PWR primary coolant =
- Autor: TIGERAS MENENDEZ, María Aránzazu
- Título: Detección, caracterización y modelización de los defectos de las varillas de combustible y su efecto en el comportamiento primario de los reactores PWR - Fuel failure detection, characterisation and modelling : effect on radionuclide behaviour in PWR primary coolant =
- Fecha: 2009
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS INDUSTRIALES
- Departamentos: INGENIERIA NUCLEAR
- Acceso electrónico: http://oa.upm.es/3267/
- Director/a 1º: PERLADO MARTIN, José Manuel
- Resumen: La tesis tiene por objeto fundamental el estudio de los productos de fision y actinidos desde su creación en la pastilla de uranio en el interior de los elementos combustibles hasta su liberación al circuito primario de los reactores de tipo PWR en el caso de la presencia de defectos de vaina. Estos defectos conducen a una aumentación de la actividad del circuito primario y a una posible diseminación de la materia fisil que pueden tener un impacto sobre el medioambiente y la contaminación del personal de la central. Estas razones justifican el interés y la aplicación del análisis efectuado en la tesis. Metodología aplicada: 1. Analisis teorico de los modelos propuestos en la literatura y proposicion de modificaciones para mejorar las predicciones. 2. Análisis experimental de las medidas efectuadas en los reactores de EDF junto con datos aportados por otras centrales del mundo. Exhaustivo analisis de la radioquimica y la química del circuito primario de mas de 1000 ciclos reactor. 3. Revisión de bases termodinamicas y cálculos termodinamicos para definir la especiación de los actinidos y del iodo en las condiciones del circuito primario durante el funcionamiento en potencia y la parada. Resultados obtenidos: A) En el tránsito entre la pastilla combustible y el circuito primario Modelizacion de la difusión de los productos de fisión mediante la aplicacion de un modelo “Booth evolucionado” : introducción de las condiciones especificas de operacion de las centrales (potencia, tipo de combustible, quemado..) y las modificaciones necesarias para incluir la oxidación y la estructura de la matriz de uranio. El modelo propuesto a partir de la simplificación de otros modelos de la literatura permite obtener resultados coherentes con los datos experimentales (al menos hasta un quemado de 40 GWD/TU). Modelizacion de los mecanismos de” recoil” y “knock on”: importancia de la estructura de la matriz de uranio en la liberacion de los productos de fision. Analisis de sensibilidad: la presencia de defectos de la vaina combustible modifica de manera significativa el comportamiento de los radionucleidos en el espacio pastilla vaina. Los fenomenos mas influyentes son la oxidacion de la pastilla, la radiolisis y la lixivation. B) En el circuito primario 1) Desde un punto de vista radio quimico: Modificacion de la distribucion isotopica del refrigerante primario en presencia de elementos de combustible con defectos: el isotopo Xe133, se convierten en el principal responsable de la actividad. Aplicacion de metodologia para la detección de defectos y su caracterizacion: Xe133 /Xe135 mejor indicador de presencia de defectos. Indicadores complementarios: periodos transitorios, curvas R/B….). quemado, potencia, tipo de combustible : Cs134/Cs137, Xe135 /Kr85m, Xe135 actividad potencia… 2) desde un punto de vista quimico: Determinacion de la especiacion del iodo adaptada a las condiciones del circuito primario: medio reductor (I) medio oxidantes ( IO3 o I). Analisis de la presencia de especies volatiles (I2/HIO) segun el potencial redox, pH y temperatura. Determinacion de la especiacion de los actinidos y cinetica de disolucion en el circuito primario. Identificacion de la posible adsorption del uranio en los oxidos del hierro (HFO) en el circuito primario.