Critical Velocity Experimental Assessment in Flat Plate Fuel Element for Nuclear Research Reactor (Brazilian Journal of Radiation Sciences, 2022)
Placas revestidas de alumínio, contendo um cerne de siliceto de urânio (U3Si2) dispersa em uma matriz de alumínio, são comumente usadas nos elementos combustíveis dos Reatores de Teste de Materiais (MTRs). Esses elementos combustíveis são tipicamente compostos por canais estreitos formados por placas planas paralelas, que permitem o fluxo de refrigerante para remover o calor das reações de fissão. É importante mencionar que a espessura das placas é muito menor que sua largura e altura. As altas taxas de fluxo necessárias para garantir o resfriamento eficiente do elemento combustível podem causar falhas mecânicas na placa combustível devido à instabilidade induzida pelo fluxo nos canais. No caso de velocidade crítica, deflexões permanentes excessivas dessas placas podem causar o bloqueio dos canais de fluxo e levar ao superaquecimento. Uma instalação experimental que simula um elemento combustível tipo placa com três canais de refrigeração foi desenvolvida para este trabalho. As dimensões da seção de testes foram baseadas no projeto do Elemento Combustível do Reator Multipropósito Brasileiro (RMB), projeto coordenado pela Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN). Experimentos foram realizados para atingir a condição de velocidade crítica de Miller. Esta condição crítica foi atingida a 14,5 m/s levando à consequente deformação plástica das placas de combustível.