Ο Δρ Jean Raguz και ο Δρ Maurizio Eduardo Tano Retamales από το Τμήμα Πυρηνικής Μηχανικής του Πανεπιστημίου του Τέξας
«Μπορείτε να σκεφτείτε έναν αντιδραστήρα ως ένα μεγάλο κουβά με 40.000 μπάλες τένις μέσα», σημειώνει ο Raguz.
Κατά τη διάρκεια ενός ατυχήματος, όταν το αέριο στον πυρήναο αντιδραστήρας αρχίζει να θερμαίνεται, ο κρύος αέρας αρχίζει να ανεβαίνει, μια διαδικασία γνωστή ως φυσική ψύξη μεταφοράς. Επιπλέον, οι μπάλες καυσίμου είναι κατασκευασμένες από πυρολυτικό άνθρακα και τρι-δομικά ισοτροπικά σωματίδια, καθιστώντας τα ανθεκτικά σε θερμοκρασίες έως 1.600 βαθμούς Κελσίου. Ως αντιδραστήρας πολύ υψηλής θερμοκρασίας (VHTR), οι αντιδραστήρες με βότσαλα μπορούν να ψυχθούν με παθητική φυσική κυκλοφορία, καθιστώντας θεωρητικά αδύνατο να συμβεί ένα ατύχημα όπως το Fukushima.
Ωστόσο, κατά τη διάρκεια της κανονικής λειτουργίας, τα βότσαλα ψύχονταιροή υψηλής ταχύτητας. Αυτή η ροή δημιουργεί κίνηση γύρω και ανάμεσα στα βότσαλα καυσίμου, σαν μια ριπή ανέμου να αλλάζει την τροχιά μιας μπάλας του τένις. Οι προγραμματιστές μελέτησαν τη διαδικασία τριβής μεταξύ πετρών και το αποτέλεσμα αυτής της τριβής κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ψύξης.
«Εντοπίσαμε αυτά τα τένιςμπάλες "χρησιμοποιώντας τη μέθοδο διακριτού στοιχείου, στην οποία λαμβάνουμε υπόψη την κίνηση και την τριβή μεταξύ όλων των μπάλες του τένις που προκαλούνται από τη ροή", δήλωσε ο Τάνο. "Το συζευγμένο μοντέλο στη συνέχεια επικυρώνεται έναντι των θερμικών μετρήσεων στο πείραμα SANA."
Το πείραμα SANA πραγματοποιήθηκε στις αρχές της δεκαετίας του 1990 καιμέτρησε πώς οι μηχανισμοί στον αντιδραστήρα αλλάζουν θέση όταν η θερμότητα μεταφέρεται από το κέντρο του κυλίνδρου προς τα έξω. Αυτό το πείραμα επέτρεψε στον Tano και τη Ragusa να δημιουργήσουν ένα πρότυπο βάσει του οποίου θα μπορούσαν να δοκιμάσουν τα μοντέλα τους.
Ως αποτέλεσμα, οι ομάδες ανέπτυξαν ένα κοινόμοντέλο υπολογιστικής δυναμικής ρευστού και μεθόδων διακριτών στοιχείων για τη μελέτη της ροής πάνω από ένα στρώμα με βότσαλα. Αυτό το μοντέλο μπορεί τώρα να εφαρμοστεί σε όλους τους αντιδραστήρες με βότσαλα υψηλής θερμοκρασίας και είναι το πρώτο υπολογιστικό μοντέλο του είδους του που το κάνει. Αυτά τα εργαλεία υψηλής ακρίβειας επιτρέπουν στους προμηθευτές να σχεδιάζουν πιο προηγμένους αντιδραστήρες.
Δείτε επίσης:
Υψηλή ανάπτυξη, ελλείποντα δόντια, νέα οστά: τι συνέβη στο ανθρώπινο σώμα σε εκατό χρόνια
Ένας τεράστιος σκώρος βρέθηκε στην Αυστραλία. Το άνοιγμα των φτερών της είναι 25 εκατοστά
Οι φυσικοί έχουν δημιουργήσει ένα ανάλογο μιας μαύρης τρύπας και επιβεβαίωσαν τη θεωρία του Hawking. Πού οδηγεί;