Estratégia de ciclo fechado de combustível nuclear para um reator do tipo NuScale: avaliação de parâmetros de segurança
DOI:
https://doi.org/10.15392/2319-0612.2024.2630Palavras-chave:
SMR, NuScale, GANEX, UREX+, Ciclo do Combustível Nuclear FechadoResumo
O presente estudo avalia a implementação potencial de duas estratégias diferentes de ciclo de combustível fechado para o reator NuScale. Após passar por três ciclos de queima de aproximadamente 12 MWd/kgU em um núcleo do tipo NuScale e cinco anos de resfriamento em uma piscina para refrigeração, o combustível irradiado foi reprocessado teoricamente usando métodos de reprocessamento GANEX ou UREX+. Estas composições de combustível reprocessado foram então misturadas com tório (Th) e inseridas em posições específicas do núcleo. Como resultado, as configurações de núcleo propostas para o reator do tipo NuScale contêm elementos combustíveis carregados com combustível convencional à base de urânio e combustível reprocessado, resultando nas seguintes combinações: UO2 e GANEX enriquecidos com Th, e UO2 e UREX+ enriquecidos com Th. O objetivo principal é avaliar as margens de segurança dos núcleos propostos e compará-las com o caso de referência. Os resultados indicam que todos os cenários com combustível reprocessado melhoraram o coeficiente de reatividade de temperatura do combustível e o excesso máximo inicial de reatividade, variando a concentração de boro no refrigerante. Adicionalmente, constatou-se que ambos os núcleos propostos atenderam aos requisitos de projeto com relação ao fator de pico de potência (PPF), apesar do alto valor do PPF observado na posição central C03. As simulações foram realizadas utilizando o código Serpent versão 2.1.32, desenvolvido pela VTT.
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