Dr Jean Raguz i dr Maurizio Eduardo Tano Retamales z Wydziału Inżynierii Jądrowej Uniwersytetu w Teksasie
„Można myśleć o reaktorze jako o wielkim wiadrze, w którym znajduje się 40 000 piłek tenisowych” — zauważa Raguz.
Podczas wypadku, gdy gaz w rdzeniureaktor zaczyna się nagrzewać, zimne powietrze zaczyna się unosić, proces znany jako naturalne chłodzenie konwekcyjne. Dodatkowo kule paliwowe wykonane są z węgla pirolitycznego i trójstrukturalnych cząstek izotropowych, dzięki czemu są odporne na temperatury do 1600 stopni Celsjusza. Jako reaktor o bardzo wysokiej temperaturze (VHTR), reaktory żwirowe mogą być chłodzone przez pasywną cyrkulację naturalną, co teoretycznie uniemożliwia wystąpienie wypadku takiego jak Fukushima.
Jednak podczas normalnej pracy kamyki są chłodzoneszybki strumień. Ten przepływ powoduje ruch wokół i między kamykami paliwa, podobnie jak podmuch wiatru zmienia trajektorię piłki tenisowej. Deweloperzy zbadali proces tarcia między kamieniami oraz wpływ tego tarcia podczas procesu chłodzenia.
„Zlokalizowaliśmy te tenisapiłki „przy użyciu metody elementów dyskretnych, w której bierzemy pod uwagę ruch i tarcie pomiędzy wszystkimi piłkami tenisowymi spowodowane przepływem” – powiedział Tano. „Sprzężony model jest następnie weryfikowany z pomiarami termicznymi w eksperymencie SANA”.
Eksperyment SANA został przeprowadzony na początku lat 90. izmierzono, jak mechanizmy w reaktorze zmieniają miejsca, gdy ciepło jest przekazywane ze środka cylindra na zewnątrz. Ten eksperyment pozwolił Tano i Ragusie na ustalenie standardu, według którego mogliby przetestować swoje modele.
W rezultacie zespoły wypracowały wspólne…model obliczeniowej dynamiki płynów i metody elementów dyskretnych do badania przepływu przez warstwę otoczaków. Model ten można teraz zastosować do wszystkich wysokotemperaturowych reaktorów żwirowych i jest to pierwszy tego rodzaju model obliczeniowy, który to umożliwia. Te bardzo precyzyjne narzędzia umożliwiają dostawcom projektowanie bardziej zaawansowanych reaktorów.
Zobacz także:
Wysoki wzrost, brakujące zęby, nowe kości: co stało się z ludzkim ciałem w ciągu stu lat
W Australii znaleziono ogromną ćmę. Jej rozpiętość skrzydeł wynosi 25 cm
Fizycy stworzyli analogię czarnej dziury i potwierdzili teorię Hawkinga. Dokąd to prowadzi?