Dr. Jean Raguz y Dr. Maurizio Eduardo Tano Retamales del Departamento de Ingeniería Nuclear de la Universidad de Texas
“Se puede pensar en un reactor como un gran balde con 40.000 pelotas de tenis en su interior”, señala Raguz.
Durante un accidente, cuando el gas en el núcleoel reactor comienza a calentarse, el aire frío comienza a subir, un proceso conocido como enfriamiento por convección natural. Además, las bolas de combustible están hechas de carbón pirolítico y partículas isotrópicas triestructurales, lo que las hace resistentes a temperaturas de hasta 1.600 grados Celsius. Como reactor de muy alta temperatura (VHTR), los reactores de guijarros pueden enfriarse mediante circulación natural pasiva, lo que hace teóricamente imposible que ocurra un accidente como el de Fukushima.
Sin embargo, durante el funcionamiento normal, los guijarros se enfríanflujo de alta velocidad. Este flujo crea movimiento alrededor y entre los guijarros de combustible, al igual que una ráfaga de viento cambia la trayectoria de una pelota de tenis. Los desarrolladores estudiaron el proceso de fricción entre piedras y el efecto de esta fricción durante el proceso de enfriamiento.
“Hemos localizado estos tenispelotas ”utilizando el método de elementos discretos, en el que tenemos en cuenta el movimiento y la fricción entre todas las pelotas de tenis provocada por el flujo”, dijo Tano. "El modelo acoplado se valida luego con las mediciones térmicas en el experimento SANA".
El experimento SANA se llevó a cabo a principios de la década de 1990 ymidió cómo los mecanismos en el reactor cambian de lugar cuando el calor se transfiere desde el centro del cilindro hacia el exterior. Este experimento permitió a Tano y Ragusa establecer un estándar contra el cual podrían probar sus modelos.
Como resultado, los equipos desarrollaron un conjuntomodelo de dinámica de fluidos computacional y métodos de elementos discretos para estudiar el flujo sobre una capa de guijarros. Este modelo ahora se puede aplicar a todos los reactores de guijarros de alta temperatura y es el primer modelo computacional de este tipo en hacerlo. Estas herramientas de muy alta precisión permiten a los proveedores diseñar reactores más avanzados.
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