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Analyzing Fully Ceramic Microencapsulated as Accident Tolerant Fuel

Um novo tipo de combustível de partículas isotrópicas triestruturais (TRISO) baseado em matriz de carboneto de silício é o combustível micro encapsulado totalmente cerâmico (FCM). O conceito FCM é um combustível inovador, mais tolerante, agregando alta robustez e segurança. O FCM apresenta alta heterogeneidade estrutural porque quatro camadas circundam o núcleo. No combustível TRISO, camadas sucessivas cobrem o núcleo, como tampão de carbono poroso, carbono pirolítico e camadas de carboneto de silício. A camada tampão apresenta excelente retenção de produtos de fissão, permitindo longos ciclos de queima e melhorando a eficiência do combustível. As opções para materiais de núcleo incluem mononitreto de urânio ou oxicarbeto de urânio e compósitos com materiais férteis. Nos reatores de água pressurizada (PWRs), a montagem do combustível requer cerca de 20% de enriquecimento de urânio para arranjos 17x17. Além disso, o diâmetro externo e o passo do combustível devem sofrer alterações. Ele também investiga vários modelos físicos térmicos e a herança dos primeiros códigos usados ​​para combustíveis TRISO aplicados em projetos de reatores de próxima geração.
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Analyzing Fully Ceramic Microencapsulated as Accident Tolerant Fuel

  • DOI: https://doi.org/10.22533/at.ed.7632427126

  • Palavras-chave: combustivel totalmente cerâmico micro-encapsulado, TRISO, reator a gás de alta temperatura.

  • Keywords: Fully ceramic microencapsulated, accident tolerant fuel, TRISO, high temperature gas reactor.

  • Abstract: A new kind of tri-structural isotropic (TRISO) particle fuel based on silicon carbide matrix is the fully ceramic microencapsulated fuel (FCM). The FCM concept is an innovative, more tolerant fuel aggregating high robustness and safety. The FCM shows a high structural heterogeneity because four layers surround the kernel. In TRISO fuel, successive layers cover the kernel, such as porous carbon buffer, pyrolytic carbon, and silicon carbide layers. The buffer layer shows excellent retention of fission products, permitting long burn cycles and improving fuel efficiency. Options for kernel materials include uranium mononitride or uranium oxycarbide and composites with fertile materials. In pressurized water reactors (PWRs), the fuel assembly requires around 20% of uranium enrichment for 17x17 arrangements. Besides, the fuel's outer diameter and pitch must suffer changes. It also investigates several thermal physical models and heritage from early codes used for TRISO fuels applied for next-generation reactor designs.

  • Daniel de Souza Gomes
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