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Materiales y CombustiblesNucleares
2013
MATERIALES NUCLEARES
COMBUSTIBLES NUCLEARES
Juan Carlos Bolcich: [email protected]
Armando Marino: [email protected]
Javier Santisteban: [email protected]
Alberto Baruj: [email protected]
Esteban Estevez: [email protected]
Materiales Nucleares
1- Poder seleccionar los materiales más adecuados para fabricar componentes simples en aplicaciones nucleares
2- Conocer los principales componentes de los reactores de potencia, incluyendo:
• Parámetros de diseño
• Métodos de fabricación
• Caracterización y calificación
• Mecanismos de degradación.
3- Conocer los mecanismos básicos del daño por irradiación.
OBJETIVOS
Materiales Nucleares
Parte 1: Componentes nuclearesPropiedades nucleares: moderación, absorción y producción de neutrones
Reactores de potencia
Refrigerantes.
Materiales estructurales.
• Hormigón
• Aceros
• Aleaciones de circonio (Zr)
Caracterización y calificación propiedades mecánicas: Normas.
Procesos de fabricación
Parte 2: Mecanismos de degradación
Daño por irradiación
Corrosión
Daño por Hidrógeno.
Desgaste mecánico.
Uniones de átomos y iones
Estructuras Defectos
Tipos - Determinación
Cambios - Estabilidad
MaterialesModificaciones
Microestructuras
Propiedades mecánicas
Falla - Degradación
Materiales específicos
Aceros
Aleaciones metálicas
Cerámicos
Compuestos
¿Qué hemos visto de materiales?
Si pensamos en materiales...
Metales
Cerámicos
Compuestos
Orgánicos
Plásticos / Polímeros
Vidrios
Pétreos
Fibras / Textiles
Materiales avanzados
Si pensamos en sus propiedades...
Estructurales / Mecánicas : cristalografía, solidificación, cambios de fases, defectos, interfaces, textura, elasticidad, dureza, resistencia, tenacidad, fatiga, termofluencia
Físicas y químicas: densidad, térmicas, eléctricas, magnéticas, ópticas, oxidación, corrosión, susceptibilidad al hidrógeno, radioactividad
Tecnológicas: maleabilidad, trabajabilidad, conformabilidad, soldadura, escalabilidad, tiempos propios, costo
Ambientales o ecológicas: toxicidad, biocompatibilidad, biodegradabilidad, reciclado
Sensoriales: textura, color, olor, brillo
Funcionales: senso-actuación
En la vida real...
Selección de materiales
Procedimientos
Preguntas
Preguntas: ¿Qué función debe cumplir?
… Tablas… Programas
Preguntas: ¿En qué condiciones será utilizado?
Preguntas: ¿En qué condiciones será utilizado?
Preguntas: ¿En qué condiciones será utilizado?
Preguntas: ¿Cuál será la vida útil? ¿Puedo permitir que falle?
Preguntas: ¿En qué ambiente será utilizado?
Preguntas: ¿Hay un proceso viable?
Preguntas: ¿Hay un proceso viable?
Preguntas: ¿Es importante el peso?
¿Costo?
¿Reciclable?
...
MATERIALES CANDIDATOS SELECCIÓN FINAL
… o Diseño y desarrollo de nuevos materiales
Materiales Nucleares:
-Condiciones impuestas por función, condiciones en servicio, vida útil
- Condiciones extremadamente severas
- Altas temperaturas y presiones / tensiones
- Radiación
- Medios corrosivos o degradantes
- Durabilidad más allá de la vida útil en servicio
- Tamaños relativamente grandes
- Selección de materiales acotada
