Se espera que los nuevos titulares de experimentos modulares desarrollados por el Laboratorio Nacional de Idaho (INL) del Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) mejoren las pruebas transitorias en combustibles y materiales nucleares, y permitan a nuevos clientes como la NASA aprovechar las capacidades únicas de la Instalación de Pruebas de Reactores Transitorios (TREAT) del INL.

El sistema de vehículo de prueba de soporte de cápsula recuperable de activación mínima (MARCH) se desarrolló para proporcionar un análisis rápido y cambios más rápidos en muestras de prueba más pequeñas de combustibles y materiales nucleares, y simplifica el proceso de prueba combinando modularidad y adaptabilidad, dijo INL.

Las muestras pequeñas se colocan dentro de un soporte especializado, donde los experimentos se pueden adaptar con precisión para la exposición a neutrones, las temperaturas y el entorno térmico/de enfriamiento local. Los soportes se colocan en una cápsula de seguridad reutilizable más grande para su inserción en TREAT. Una vez completada la prueba transitoria, los soportes se pueden extraer fácilmente en la instalación y la cápsula de seguridad se puede reutilizar para otra ronda de experimentos.

El material de baja activación que se utiliza para las cápsulas de seguridad significa que los vehículos de ensayo no se vuelven significativamente radiactivos durante la irradiación. Esto permite que el experimento sea montado o desmontado en las instalaciones de TREAT para un análisis rápido.

El método clásico para tales pruebas requería experimentos a gran escala y totalmente integrados que tardaban años en diseñarse y eran costosos de construir, lo que hacía difícil para las agencias federales más pequeñas, la industria y las universidades aprovechar el único reactor de prueba transitorio de los Estados Unidos. El diseño modular de MARCH hace que los ciclos de experimentación sean mucho más rápidos y asequibles, dijo INL.

El proceso acelerado apoya un enfoque « modernizado » de los ensayos de efectos separados, combinando la modelización científica con los datos de rendimiento del combustible para producir resultados más rápidos. "Un proceso que antes tomaba de dos a tres años para completarse, ahora se puede lograr en sólo un año", dijo INL.

TREAT puede producir ráfagas de energía que son varias veces más potentes que las condiciones encontradas en un reactor comercial, lo que permite estudiar el rendimiento del combustible en condiciones extremas. La exposición de los combustibles a condiciones extremas dentro de una instalación de este tipo permite desarrollar combustibles más resistentes y duraderos. Estos ensayos transitorios de combustibles nucleares se han comparado con los ensayos de choque de automóviles de alto impacto, que han ayudado a avanzar en las tecnologías de seguridad en la industria del automóvil.

El reactor TREAT se reinició en noviembre de 2017 después de más de 20 años en espera, y reanudó las pruebas de combustibles nucleares en 2018. MARCH ha tomado tres años para desarrollarse a través de una serie de esfuerzos INL apoyados por el DOE. Ya se han llevado a cabo irradiaciones basadas en MARCH para apoyar el desarrollo, ensayo y autorización de combustibles resistentes a los accidentes y otros combustibles avanzados.
La NASA también está utilizando los portadores MARCH en TREAT para desarrollar y probar compuestos de combustible para ver cómo funcionan bajo las duras temperaturas necesarias para la propulsión térmica nuclear, dijo INL.

Investigado y escrito por World Nuclear News