Investigación para aumentar la seguridad del combustible nuclear

• La Universidad Politécnica de Madrid firma un acuerdo para la investigación y análisis
• De la integridad estructural de las vainas que contienen el combustible nuclear durante su almacenamiento temporal en seco.

Universidad Politécnica de Madrid | madri+d |
La Universidad Politécnica de Madrid (UPM), las empresas ENUSA y ENRESA, y el Consejo de Seguridad Nuclear han suscrito un acuerdo para la investigación y análisis de la integridad estructural de las vainas que contienen el combustible nuclear durante su almacenamiento temporal en seco.

Las vainas que contienen el combustible nuclear son cilindros de unos 10 mm de diámetro (similar a un bolígrafo), con una pared muy delgada (0.5 mm aproximadamente) y una longitud de unos 4 metros. Su misión es contener las pastillas de óxido de uranio que van en su interior, y en las que se produce la reacción en cadena generadora de energía.

Las vainas se fabrican con aleaciones de circonio, debido a su resistencia en las condiciones de operación del reactor.

Durante su estancia en el reactor, las vainas se oxidan levemente por su parte exterior, y el material de la vaina absorbe una cierta cantidad del hidrógeno producido en la reacción, precipitando en forma de hidruros de circonio.

Ello hace que las propiedades del material de la vaina disminuyan. Por ello es de gran interés conocer la durabilidad de las vainas y asegurar su integridad estructural durante el ciclo del combustible nuclear. Es decir, desde que comienzan a funcionar en el reactor hasta que se almacena el combustible gastado de forma definitiva.

Se han realizado ensayos mecánicos de distintos tipos, y se ha valorado la idoneidad de cada uno de ellos para representar la respuesta del material de vaina ante solicitaciones representativas de las condiciones de operación. Posteriormente, se han utilizado simulaciones por ordenador utilizando modelos de comportamiento avanzados para reproducir los resultados de los ensayos y deducir las propiedades mecánicas del material hidrurado.

El convenio suscrito ahora por la UPM, de cuatro años de duración, tiene como objetivo extender los resultados obtenidos hasta ahora y analizar la integridad estructural de las vainas que contienen el combustible nuclear irradiado durante su transporte y almacenamiento temporal en contenedores en seco. Se trata de un tema de gran interés, puesto que está pendiente de adjudicación el ATC (almacén temporal centralizado) en nuestro país. Dicho almacén permitirá gestionar en un único lugar todo el combustible gastado de las centrales nucleares españolas.