Dr Jean Raguz et Dr Maurizio Eduardo Tano Retamales du Département de génie nucléaire de l'Université du Texas
«Vous pouvez considérer un réacteur comme un grand seau avec 40 000 balles de tennis à l'intérieur», note Raguz.
Lors d'un accident, lorsque le gaz dans le cœurle réacteur commence à chauffer, l'air froid commence à monter, un processus connu sous le nom de refroidissement par convection naturelle. De plus, les boules de carburant sont constituées de carbone pyrolytique et de particules isotropes tri-structurelles, ce qui les rend résistantes à des températures allant jusqu'à 1 600 degrés Celsius. En tant que réacteur à très haute température (VHTR), les réacteurs à galets peuvent être refroidis par circulation naturelle passive, ce qui rend théoriquement impossible un accident comme Fukushima.
Cependant, pendant le fonctionnement normal, les cailloux sont refroidisflux à grande vitesse. Ce flux crée un mouvement autour et entre les cailloux de carburant, un peu comme une rafale de vent modifie la trajectoire d'une balle de tennis. Les développeurs ont étudié le processus de frottement entre les pierres et l'effet de ce frottement pendant le processus de refroidissement.
«Nous avons localisé ces tennisballes "en utilisant la méthode des éléments discrets, dans laquelle nous prenons en compte le mouvement et le frottement entre toutes les balles de tennis causés par le flux", a déclaré Tano. "Le modèle couplé est ensuite validé par rapport aux mesures thermiques de l'expérience SANA."
L'expérience SANA a été menée au début des années 1990 etmesuré comment les mécanismes dans le réacteur changent de place lorsque la chaleur est transférée du centre du cylindre vers l'extérieur. Cette expérience a permis à Tano et Ragusa d'établir une norme par rapport à laquelle ils pourraient tester leurs modèles.
En conséquence, les équipes ont développé unmodèle de dynamique des fluides computationnelle et méthodes par éléments discrets pour étudier l'écoulement sur une couche de galets. Ce modèle peut maintenant être appliqué à tous les réacteurs à galets à haute température et est le premier modèle de calcul du genre à le faire. Ces outils de très haute précision permettent aux fournisseurs de concevoir des réacteurs plus avancés.
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