Diseño de reactores de investigación con combustibles de UMO monolítico o disperso de alta performance .

Main Author: Acosta, Francisco
Format: Tesis
Published: 2015-06-22
Series: http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/511/
Subjects:
Online Access: http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/511/1/1Acosta_Francisco.pdf
Table of Contents:
  • En el presente trabajo se desarrolla el diseño conceptual del núcleo de un reactor de alta performance, orientado a satisfacer la creciente demanda de reactores para la producción radioisótopos de usos médicos e industriales, y para el ensayo de combustibles y materiales para las futuras centrales nucleares de potencia. Para llevarlo a cabo se abarcaron aspectos neutrónicos y termohidráulicos. Se utilizaron combustibles de UMo, con alta densidad de uranio, ya que permiten alcanzar mayores rendimientos que los combustibles de menor densidad. Se determino que la variante monolítica del UMo es la mas adecuada para este tipo de reactores, por lo que se la empleo para el diseño de un elemento combustible de tipo placas paralelas. Se adopto un diseño de tipo tanque en pileta, levemente presurizado, y refrigerado por agua liviana con caudal descendente. Se diseño un núcleo con posiciones de irradiación In-Core y se uso una pileta de agua pesada como reflector, ya que esto permite tener gran flexibilidad al momento de posicionar dispositivos experimentales o facilidades de irradiación Ex-Core. Dentro del tanque, se utilizaron reflectores de berilio. Además, se analizaron dos diseños de núcleo con diferentes sistemas de extinción. En primer lugar, se evaluó un núcleo con cajas guía y barras de control como sistema de extinción, cuya principal ventaja resulto ser el elevado quemado de extracción de los elementos combustibles alcanzado. En segundo lugar, se estudió un núcleo con un sistema de parada constituido por elementos combustibles de control y absorbentes seguidores, que dio lugar a un margen de apagado mucho mayor que el obtenido en el primer caso. En este caso, además, pudo incorporarse una facilidad de irradiación con la que se obtuvo un nivel de flujo térmico de 1E15 n/cm"2 s, necesario para la producción de determinados radioisótopos de interés medicinal. Esta segunda configuracion de núcleo, sin embargo, tiene un costo de operación mayor al del primer núcleo evaluado.