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Científicos prueban la resistencia del combustible nuclear

© Sputnik / A. Solomonov / Abrir banco de fotosСontenedores con combustible nuclear
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Físicos de la Universidad Nacional de Investigaciones Nucleares (MEPhI) de Rusia, con sede en Moscú, descubren un método eficaz para determinar el límite de la resistencia del combustible nuclear. Es a partir del 'ensayo brasileño' y una nueva fórmula de cálculo en las pruebas de pastillas de combustible, informó a Sputnik la universidad.

El límite de resistencia es un indicador fundamental de la calidad en el proceso de fabricación del combustible nuclear del polvo de dióxido de uranio. Se suele determinar con modelos decenas de veces mayor que las pastillas de combustible nuclear cuyo diámetro y longitud no superan los ocho milímetros.

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Es imposible calcular el límite de resistencia de un modelo tan pequeño con métodos tradicionales. Por eso, los científicos de la MEPhI propusieron una solución extraordinaria: usar el ensayo brasileño para analizar las pastillas de combustible nuclear.
El ensayo brasileño es una prueba a compresión de un cilindro corto colocado sobre la superficie lateral.

Con esta modalidad se evalúan con éxito desde hace mucho tiempo las muestras de rocas, por ejemplo, cuyo diámetro es superior a 50 mm y su espesor va de 0,2 a 0,75 veces el diámetro.

© Foto : MEPhILos movimientos y deformaciones de los puntos de la superficie de la muestra cuando se carga
Los movimientos y deformaciones de los puntos de la superficie de la muestra cuando se carga - Sputnik Mundo
Los movimientos y deformaciones de los puntos de la superficie de la muestra cuando se carga

"Hemos analizado el estado de tensión y deformación en varios puntos de la muestra con el uso del método de elementos finitos del programa ANSYS. Este método mostró que la distribución de tensiones en la superficie frontal del cilindro y en la sección vinculada con el plano de simetría y carga depende del orificio", destaca el investigador del Departamento de Física de resistencia de la MEPhI, Vladímir Góltsev.

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Según el físico, los resultados de análisis se confirmaron por los experimentos con las muestras fabricadas de los materiales de modelos —hierro fundido y grafito— y el combustible nuclear. Llevando a cabo los experimentos, los científicos usaron el método de correlación digital de imágenes junto con el equipo estadounidense VIC que permite analizar movimientos y deformaciones de los puntos de la superficie de la muestra cuando se carga.

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"Los estudios realizados nos permitieron sacar la conclusión de que es posible usar con éxito el ensayo brasileño en las pruebas de muestras de tamaño pequeño de materiales frágiles, así como proponer nuestra fórmula para calcular la resistencia del combustible nuclear", declara Góltsev.

Los resultados de esta investigación se presentaron en la XVI Escuela Conferencia Internacional 'Nuevos materiales: combustible nuclear tolerante' que se celebró en la MEPhI por iniciativa de la escuela científica del tratamiento de materiales con haces de iones del Departamento de problemas físicos de la ciencia de los materiales.

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