UY Press - Agencia uruguaya de noticias

18.06.2018

MOSCU (Sputnik) - Los especialistas del Centro de Investigaciones «Instituto Kurchátov», con la participación de los doctorandos de la Universidad Nacional de Investigaciones Nucleares de Rusia (MEPhI) analizaron el estado estructural del cuerdo del reactor nuclear VVER-440.

Aplicando la tecnología desarrollada por aquél que permite aumentar la vida útil de los reactores hasta 45 años y reducir gastos de desmontaje de los reactores viejos y de construcción de los nuevos. Los resultados del estudio están publicados en la revista Journal of Nuclear Materials.

(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022311517309972 ).

El cuerpo del reactor nuclear de agua presurizada (el tipo de reactor más extendido en el mundo) VVER-440 es uno de los principales núcleos de la instalación. La seguridad y la eficiencia del cuerpo determinan, en gran medida, la seguridad de funcionamiento de la central nuclear en general.

Durante el funcionamiento, bajo el efecto de la radiación por neutrones rápidos, los aceros del cuerpo del reactor sufren fragilización por daño neutrónico (disminuye su plasticidad), a raíz de formación de defectos nanodimensionales y fases precipitadas inducidas por la irradiación.

La temperatura de operación del cuerpo de reactor (~ 300??) y la radiación hacen que en las fronteras de grano se formen segregaciones de los elementos residuales que reducen la resistencia de las mismas. La formación de estas segregaciones reduce la resistencia de acero al agrietamiento.

Los efectos descritos reducen el plazo del funcionamiento seguro del cuerpo de reactor, ya que con el tiempo aumentan el riesgo de su destrucción por fragilidad al entrar en contacto con agua fría en caso de refrigeración de emergencia. Para prolongar la vida útil de los cuerpos de los reactores VVER-440, en 1991 se realizó el recocido de varios cuerpos de reactores, lo cual permitió alargar el plazo de su funcionamiento hasta 45 años.

Según los científicos, para el alargamiento, económicamente justificado, de su vida útil hasta 60 años es necesario repetir el recocido, previo análisis del estado estructural y las propiedades mecánicas de los aceros de los cuerpos de los reactores que han estado funcionando durante largo tiempo tras el primer recocido. 

La tecnología de recocido fue desarrollada y patentada por el Instituto Kurchátov y prevé cierta temperatura, tiempo de exposición, la velocidad de calentamiento hasta la temperatura de recocido en diferentes etapas y la velocidad de enfriado. 

El método consiste en recortar de los cuerpos de los reactores VVER-440 en funcionamiento las muestras (templetes) que se someten a un riguroso estudio, un recocido repetido y un estudio repetido. 

«Sólo después de realizar este procedimiento se puede dar recomendaciones sobre la posibilidad de prolongar la vida útil del cuerpo de reactor y determinar el ritmo de su fragilización por irradiación, posterior al recocido», explica la investigadora del Instituto Kurchátov, la catedrática de la Universidad Nacional de Investigaciones Nucleares de Rusia (MEPhI), Yevguénia Kuleshóva.

Los investigadores afirman que este método permite aumentar la vida útil de los reactores hasta 60 años y, además, reducir considerablemente los costes de desmontaje de los reactores viejos y de construcción de los nuevos.

«La realización del recocido de renovación en el modo preestablecido elimina los defectos, las fases precipitadas inducidas por la irradiación y las segregaciones en las fronteras de grano. Como resultado, la estructura y las propiedades de los aceros vuelven a su estado inicial, lo cual prolonga su vida útil. Es por eso que son tan necesarios los conocimientos sobre la estructura y las propiedades mecánicas de los aceros del cuerpo de reactor en diferentes etapas de su funcionamiento, incluido después de los recocidos de renovación», comenta Yevguenia Kuleshóva.

Durante el estudio se utilizaron los métodos modernos de alta resolución como la microscopía electrónica de transmisión y barrido, la tomografía de sonda atómica y la espectroscopia electrónica Auger. Para determinar el grado de la fragilización por irradiación de los aceros se llevaron a cabo ensayos mecánicos de flexión estática y de flexión al choque. 

 «La participación de los estudiantes de la MEPhI en el proyecto pone de manifiesto la conexión de las universidades rusas con la ciencia y la economía reales que permite a los universitarios participar en los desarrollos científicos y solucionar importantes problemas. Permite elevar su nivel de conocimientos y competencias y contribuir a que el país obtenga beneficios reales», dice Yevguenia Kuleshóva.