Modelado de Liberación de Gases de Fisión para Combustibles de Óxidos Mixtos de Torio y Uranio

Abstract

El dióxido de torio es un combustible alternativo al dióxido de uranio que presenta ciertas ventajas como la mayor abundancia en la corteza terrestre y mayor eficiencia neutrónica. Además posee una conductividad térmica más elevada que permite evacuar el calor del combustible en forma más eficiente. Observando estas ventajas se estudia uno de los numerosos fenómenos que ocurren en dicho combustible: la liberación de gases de fisión. Para este fenómeno se desarrolla un modelo basado en el ya existente en DIONISIO para dióxido de uranio, que predice el porcentaje de liberación de dichos gases mediante el mecanismo de difusión intergranular, acumulación en borde de grano y posteriormente, una vez alcanzada la saturación, liberación al volumen libre de la barra. Los resultados de este modelo se contrastan con datos experimentales del Programa de Desarrollo de reactores reproductores de agua liviana (LWBR Development Program), llevado adelante por el Departamento de Energía estadounidense. Para caracterizar el material ThO2, se utilizan propiedades termomecánicas y termoquímicas provistas por la literatura, muchas de las cuales han sido determinadas mediante cálculos electrónicos de primeros principios.