Volumen II - SAM

Como ejemplo de la utilización de las distribuciones anteriores en el análisis probabilístico que efectuamos
con BaCo, graficamos la presión de los gases libres en función del quemado para una BC experimental MOX
(ver Figura 5). La evolución durante la irradiación muestra una dispersión que aumenta con el quemado. En
el cálculo de la presión de gases influyen mancomunadamente los principales aspectos de comportamiento
(cálculo de temperaturas, tensiones y deformaciones, sumado a una correcta evaluación de volúmenes
internos y liberación de gases) lo que redunda en una mayor dispersión. La dispersión a EOL (“End Of Life”
– Fin de Vida) está representada en el histograma de la Figura 6. Las Figuras 7 y 8 representan la misma
situación para la “hoop stress” de la vaina. El estado de tensión de la vaina es de compresión hasta una rampa
de potencia a EOL donde hay inversión de tensiones. Durante esa rampa se supera, como se había predicho
con cálculo previo de BaCo, el valor umbral para inducir una falla por PCI-SCC (“PCI-Stress Corrosion
Cracking”), es decir una tensión de tracción del orden de 180 MPa para este tipo de vainas de Zry irradiadas.
6. ANÁLISIS PROBABILÍSTICO (O ESTADÍSTICO) DEL COMBUSTIBLE CAREM
La figura 9 muestra la “hoop stress” de la vaina y la figura 11 incluye la presión interna de los gases libres en
el interior de la BC CAREM (solamente las curvas “random”). La densidad de puntos que se observa en la
figura proviene de trazar las n curvas con líneas de puntos. Se obtienen resultados conservativos en cuanto a
la integridad de la BC. Las figures 10 y 12 incluyen la curva promedio (de las n curvas “random”), la curva
estándar (que proviene de un cálculo efectuado con los parámetros nominales) y las curvas promedio más (y
menos) la desviación estándar.
Figura 9: Análisis probabilístico de la “hoop
stress” de una vaina CAREM (valores “random”).
Figura 10: Curvas promedio, desviaciones y cálculo
estándar correspondientes a la figura previa.
La “hoop stress” (figuras 9 y 10) muestra una gran dispersión entre 6000 y 14000 MWd/tonUO2. Esta
situación se enfatiza en la figura 10 donde encontramos una gran apartamiento entre las curvas promedio y
estándar, a lo que se suma una amplia brecha entre las curvas que incluyen (el promedio mas y menos) la
desviación estándar. La curva promedio no reproduce una situación real. Esa curva se incluye con propósitos
ilustrativos para evaluar cuan representativa es la curva estándar del comportamiento planteado por el
análisis probabilístico. Sin embargo, la aparición de un incremento en la dispersión de las curvas “random”
puede ser la “llave” para el entendimiento de situaciones particulares que deberán ser tenidas en cuenta en
este tipo de análisis. La diferencia en el “gap” radial pastilla-vaina a BOL produce un contacto a diferentes
tiempos, de aquí sigue que este efecto es el responsable de esa mayor dispersión. Un argumento equivalente
no se puede realizar con el cálculo de la presión de gases (donde se presenta un comportamiento similar a la
figura 5). Esta presión proviene del cálculo extremadamente acoplado de temperaturas y volúmenes libres
dentro de la BC (resultados de la evaluación de tensiones y deformaciones).
7. ANÁLISIS PROBABILÍSTICO (O ESTADÍSTICO) DEL COMBUSTIBLE CARA
Para el análisis probabilístico de una BC CARA, irradiada en la CN Atucha I, utilizamos una extrapolación
de una historia de potencia real y exigente de esa central nuclear. La Figura 11 muestra la temperatura central
de una pastilla de un EC CARA en la posición axial más exigente del núcleo de la CN Atucha I. La Figura
12 representa la liberación de gases de fisión (FGR – “Fission Gas Release”). El cálculo de la temperatura
muestra una baja dispersión durante la irradiación. La curva promedio y la estándar no resultan equivalentes.
Los valores nominales (cálculo estándar) están por debajo del promedio de las curvas random. Por tratarse de
un caso de diseño de un EC, esta situación se mejora fácilmente con una nueva ronda de cálculo (y ajuste de
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