Dott. Jean Raguz e Dott. Maurizio Eduardo Tano Retamales del Dipartimento di Ingegneria Nucleare dell'Università del Texas
"Puoi pensare a un reattore come a un grande secchio con 40.000 palline da tennis all'interno", osserva Raguz.
Durante un incidente, quando il gas nel nucleoil reattore inizia a riscaldarsi, l'aria fredda inizia a salire, un processo noto come raffreddamento per convezione naturale. Inoltre, le sfere di combustibile sono realizzate in carbonio pirolitico e particelle isotrope tri-strutturali, che le rendono resistenti a temperature fino a 1.600 gradi Celsius. Essendo un reattore ad altissima temperatura (VHTR), i reattori a ciottoli possono essere raffreddati mediante circolazione naturale passiva, rendendo teoricamente impossibile che si verifichi un incidente come Fukushima.
Tuttavia, durante il normale funzionamento, i ciottoli vengono raffreddatiflusso ad alta velocità. Questo flusso crea movimento intorno e tra i ciottoli di carburante, proprio come una raffica di vento cambia la traiettoria di una pallina da tennis. Gli sviluppatori hanno studiato il processo di attrito tra le pietre e l'effetto di questo attrito durante il processo di raffreddamento.
“Abbiamo localizzato questi tennispalline "usando il metodo degli elementi discreti, in cui teniamo conto del movimento e dell'attrito tra tutte le palline da tennis causati dal flusso", ha affermato Tano. "Il modello accoppiato viene quindi convalidato rispetto alle misurazioni termiche nell'esperimento SANA".
L'esperimento SANA è stato condotto nei primi anni '90 emisurato come i meccanismi nel reattore cambiano posto quando il calore viene trasferito dal centro del cilindro verso l'esterno. Questo esperimento ha permesso a Tano e Ragusa di stabilire uno standard rispetto al quale poter testare i loro modelli.
Di conseguenza, le squadre hanno sviluppato un comunemodello di fluidodinamica computazionale e metodi a elementi discreti per lo studio del flusso su uno strato di ciottoli. Questo modello può ora essere applicato a tutti i reattori a ciottoli ad alta temperatura ed è il primo modello computazionale del suo genere a farlo. Questi strumenti di altissima precisione consentono ai fornitori di progettare reattori più avanzati.
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