Efecto de la Anisotropía en la Predicción del Comportamiento bajo Irradiación de un Separador de Combustible Nuclear

Resumen

El Separador de Elementos Combustibles desempeña un papel crucial al acompañar los cambios geométricos que experimenta la vaina de Zircaloy. Esto es especialmente relevante durante las diversas etapas de quemado del paquete combustible, siendo esencial que el separador mantenga su integridad y función específica de diseño durante todo este proceso para garantizar la eficiencia del quemado. Un análisis termo-mecánico elástico se plantea insuficiente, dado el entorno bajo irradiación en el que se encuentran los materiales. El presente trabajo plantea modelar una celda de separador y vaina combustible en contacto empleando elementos finitos 3D. El daño por irradiación se describe mediante un modelo constitutivo basado en una formulación viscoplástica anisótropa. La tasa de decrecimiento del diámetro de la vaina se asume conocida e impuesta, mientras que se impone un flujo neutrónico variable. Finalmente, se obtiene la evolución de la fuerza remanente de contacto entre ambos componentes y el valor del -gap- a fin de vida.