An??lise mec??nico-estrutural de uma vareta de combust??vel de a??o inoxid??vel sob condi????es de ensaio de arrebentamento

• Autor(a) principal: FARIA, DANILO P.
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Título da fonte: Repositório Institucional do IPEN
• Texto Completo: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/30927
• topic: stainless steel-348; fuel rods; coatings; fuel elements; fuel cycle; fuel integrity; safety standards; nuclear materials management; failed element detection; design-basis accidents; thermal conductivity; thermal analysis; finite element method; tensile properties; computerized simulation; executive codes

Ap??s o acidente nuclear de Fukushima em 2011, a comunidade cient??fica intensificou as pesquisas para desenvolver combust??veis com tecnologia avan??ada. Nesse contexto, ligas ?? base de ferro surgiram como uma boa alternativa para ligas ?? base de zirc??nio. Para que a substitui????o do material do revestimento seja poss??vel, s??o necess??rios estudos relacionados a suas propriedades mec??nicas. Dessa forma, o presente trabalho realizou avalia????es mec??nico-estruturais a partir das propriedades mec??nicas do a??o inoxid??vel AISI 348, especificamente sob condi????es do ensaio de arrebentamento. Os ensaios de arrebentamento foram projetados para o intervalo de temperatura de 32??C a 450??. Em seguida, um modelo computacional foi criado baseado no corpo de prova do ensaio experimental. A simula????o num??rica foi realizada considerando as propriedades mec??nicas do material espec??ficas para o intervalo de temperatura de interesse. Os resultados num??ricos foram comparados aos experimentais e o modelo foi validado. Como os a??os inoxid??veis austen??ticos possuem estabilidade estrutural para baixas e altas temperaturas, os resultados puderam ser extrapolados para temperaturas al??m daquelas fixadas no ensaio de arrebentamento. Ap??s a valida????o do modelo computacional, foram realizadas simula????es para temperaturas superiores a 450??C, e ent??o foi obtida uma correla????o entre a press??o de arrebentamento e a temperatura para o a??o inoxid??vel AISI 348. A fun????o encontrada pode ent??o ser implementada em c??digos de desempenho de combust??vel, como o FRAPTRAN e o TRANSURANUS, para que seja poss??vel avaliar o comportamento de varetas de combust??vel com revestimento em a??o inoxid??vel AISI 348 sob condi????es de acidente.