La hinchazón ocurre debido al comportamiento de los gránulos de combustible durante la operación del reactor.
El primer factor importante es que las pastillas de combustible experimentan un calentamiento desigual durante el funcionamiento. El centro del gránulo de combustible podría ser cientos de grados más caliente que el exterior, y con un material cerámico como el óxido de uranio, esto comienza a adaptarse con la estructura del granulado, simplemente se expanden a medida que se calientan, y si no lo hace ‘ Si calienta un sólido de manera uniforme, obtiene una expansión desigual, lo que pone tensión en la estructura física del material en cuestión.
El segundo problema con el combustible nuclear es que a medida que se quema, el óxido de uranio cuidadosamente fabricado con el que comenzó, comienza a cobrar una vida completamente nueva. Una pequeña proporción del combustible en un reactor comienza a fisión y el resultado neto de ese proceso son productos de fisión. Cuanto más se quema el combustible, más productos de fisión comienzan a acumularse.
La buena noticia es que algunos productos de fisión son sólidos. La mala noticia es que muchos de ellos, (particularmente a temperaturas elevadas que se encuentran dentro de las barras de combustible dentro de un reactor nuclear operativo), se convierten en líquidos o gases. Los líquidos son un problema porque pueden tratar de migrar a través de la matriz de combustible sólido, los gases son aún peores porque forman burbujas o poros dentro del combustible, dejando un vacío desnudo sin soporte en lo que se supone que es homogéneo, cuidadosamente fabricado y estable. pieza de óxido de uranio.
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Por lo tanto, tiene un cilindro pequeño de aproximadamente 10 mm por 10 mm que tiene que intentar mantenerse sólido e intacto a pesar del hecho de que está expuesto a dos temperaturas muy diferentes y también está generando gases dentro de sí mismo.
Sin embargo, en términos prácticos, al operar el reactor, los operadores tienen cierto control sobre la velocidad a la que se degrada el combustible. Pueden elegir retirarlo del reactor cuando haya alcanzado el nivel de quemado requerido. Además, el revestimiento de combustible está diseñado para contener y proteger el combustible y el refrigerante entre sí. Incluso si el revestimiento fallara, es un problema, por supuesto, pero no es el fin del mundo.
También considere que no puede dejar barras de combustible en el reactor para siempre porque algunos productos de fisión se vuelven muy problemáticos en términos de economía de neutrones debido a sus secciones transversales.