Dr. Jean Raguz e Dr. Maurizio Eduardo Tano Retamales do Departamento de Engenharia Nuclear da Universidade do Texas
“Você pode pensar em um reator como um grande balde com 40.000 bolas de tênis dentro”, observa Raguz.
Durante um acidente, quando o gás no núcleoo reator começa a aquecer, o ar frio começa a subir, um processo conhecido como resfriamento por convecção natural. Além disso, as bolas de combustível são feitas de carbono pirolítico e partículas isotrópicas tri-estruturais, tornando-as resistentes a temperaturas de até 1.600 graus Celsius. Como um reator de temperatura muito alta (VHTR), os reatores de seixo podem ser resfriados por circulação natural passiva, tornando teoricamente impossível a ocorrência de um acidente como o de Fukushima.
No entanto, durante a operação normal, as pedras são resfriadasfluxo de alta velocidade. Esse fluxo cria movimento ao redor e entre as pedras de combustível, da mesma forma que uma rajada de vento altera a trajetória de uma bola de tênis. Os desenvolvedores estudaram o processo de atrito entre as pedras e o efeito desse atrito durante o processo de resfriamento.
“Localizamos esses tênisbolas "usando o método dos elementos discretos, em que levamos em consideração o movimento e o atrito entre todas as bolas de tênis causado pelo fluxo", disse Tano. "O modelo acoplado é então validado em relação às medições térmicas no experimento SANA."
O experimento SANA foi conduzido no início de 1990 emediu como os mecanismos no reator mudam de lugar quando o calor é transferido do centro do cilindro para o exterior. Esta experiência permitiu a Tano e Ragusa estabelecer um padrão contra o qual eles poderiam testar seus modelos.
Como resultado, as equipes desenvolveram um conjuntomodelo de dinâmica de fluidos computacional e métodos de elementos discretos para estudar o fluxo sobre uma camada de seixos. Este modelo agora pode ser aplicado a todos os reatores de pebble de alta temperatura e é o primeiro modelo computacional desse tipo a fazer isso. Essas ferramentas de altíssima precisão permitem que os fornecedores projetem reatores mais avançados.
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