Volumen II - SAM

Por ejemplo, las máximas temperaturas se alcanzan con la combinación de parámetros que maximiza el
“gap” (o separación radial entre) pastilla-vaina. En este caso los parámetros son la densidad y el radio de
pastilla mínimos, y el radio de vaina máximo, por supuesto, compatibles con las tolerancias de fabricación.
En el camino inverso, este tipo de análisis puede ayudar a definir las tolerancias de fabricación y es el
método habitual para el diseño de elementos combustibles.
4. ANÁLISIS PARAMÉTRICO (O DE SENSIBILIDAD) DE UNA BC CARA
Definimos como análisis paramétrico (o de sensibilidad) al estudio de la sensibilidad de las variables de
comportamiento resultado de la variación de los parámetros de la BC.
La mecánica del análisis de sensibilidad consiste en series de cálculos. Cada serie corresponde a la variación
de un parámetro de la BC (o de la irradiación) entre valores mínimos y máximos dados por tolerancias,
especificaciones o sentido común, mientras el resto mantiene su valor nominal. Cada serie produce una curva
de sensibilidad para cada variable de comportamiento. A partir de esas curvas se determina la influencia
relativa de cada parámetro. El análisis paramétrico es particularmente útil para establecer la importancia
relativa de cada uno de los parámetros del EC y como paso previo al análisis probabilístico (o estadístico)
pues reduce el costo computacional al reducir el número de variables de comportamiento y de parámetros de
la BC que deberán incluirse en los cálculos.
Ilustramos el método con el análisis correspondiente a una BC CARA (“Combustible Avanzado para
Reactores Argentinos”). Las Figuras 1 y 2 muestran la variación de algunos de los parámetros estudiados
durante una rampa de potencia a BOL (“Beginning of Life” – Comienzo de Vida) y para una rampa de
potencia exigente en Atucha I (es decir, el cambio de un EC, dentro del núcleo de Atucha I, de una posición
a otra más exigente en potencia). Se utilizan los parámetros de una BC CARA que resultan de su diseño
preliminar y luego de un primer análisis de “casos extremos”.
Del análisis resulta que el parámetro determinante es el radio de la pastilla. La influencia de la densidad y el
radio interno de la vaina está asociada a su relación con el gap pastilla-vaina. En segundo término, el radio
interno de la vaina. De aquí surge la relevancia del gap pastilla-vaina inicial. Parámetros tales como:
densidad, radio externo de vaina, altura de pastilla, etc. son de segundo orden. Parámetros tales como:
rugosidades de pastilla y vaina, porosidad abierta, tamaño de grano, estequiometría, etc. son irrelevante para
este tipo de influencia.
El análisis completo incluye todos los parámetros de la BC incluidos en BaCo y varias historias de potencias
las cuales reflejan situaciones comprometidas de irradiación. Luego de una segunda etapa de ajuste se
definen los parámetros y sus tolerancias de acuerdo a los criterios adoptados posicionándonos en una
situación conservativa donde, asimismo, debe tenerse en cuenta la factibilidad de su fabricación.
Figura 1. Análisis de sensibilidad correspondiente
a la temperatura central de pastilla durante una
rampa de potencia a BOL.
Figura 2. Análisis de sensibilidad de la “hoop
stress” luego de un recambio exigente en Atucha I.
5. ANÁLISIS PROBABILÍSTICO DE UNA BC MOX EN CONDICIONES DE LABORATORIO
El análisis probabilístico (o estadístico) consiste en el cálculo reiterado del código seleccionando
conjuntamente al azar los parámetros de la BC teniendo en cuenta sus respectivas distribuciones de
probabilidad. La variación simultánea de parámetros produce el equivalente a un nuevo conjunto de datos de
entrada de BaCo y puede ser considerado como una posible (y real) representación de algún EC resultante de
los procesos reales de fabricación. El análisis probabilístico puede ser ejecutado sin las etapas anteriores. Sin
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