Progetto concettuale e studio di fattibilità di una apparecchiatura sperimentale per la caratterizzazione del rilascio e migrazione dei prodotti di fissione in un sistema LFR. Specifica di prova

L’attività svolta riguarda le problematiche connesse ai prodotti di fissione che si generano nel corso dell’irraggiamento di un combustibile nucleare, con riferimento ai fenomeni di rilascio e migrazione. Si presenta un progetto concettuale ed uno studio di fattibilità di una apparecchiatura sperimentale per lo studio dei rilasci e la migrazione dei prodotti di fissione in un sistema Lead Fast Reactor, LFR. Dopo aver delineato le problematiche coinvolte nell’irraggiamento di un combustibile nucleare ed i fenomeni fisici ed i dati tecnologici che intervengono nel corso dei processi di rilascio e migrazione dei prodotti di fissione, si illustra il progetto concettuale e quasi ingegneristico dell’apparecchiatura che potenzialmente è in grado di evidenziare i fenomeni di rilascio lato combustibile e lato guaina. La strumentazione di riferimento è in questa fase di tipo generale e concettuale. Non sono stati definiti i costi. L’apparecchiatura consta di una sezione di prova costituita da due camere (interna ed esterna) e da due circuiti caratteristici detti lato gas e lato piombo. Permette di operare dalla pressione ambiente sino a pressioni di 80 bar lato gas, e temperature sino a 700 °C. Il progetto di riferimento è idoneo a studiare il rilascio di prodotti gassosi intrappolati in matrici sinterizzate che simulano le pastiglie di combustibile irraggiato. La camera di misura consente di caratterizzare il comportamento delle guaine per quanto riguarda i fenomeni di diffusione e permeazione attraverso la guaina. La camera esterna, oltre a poter fornire informazioni sui fenomeni di corrosione all’interfaccia piombo liquido-guaina, poiché trasporta i rilasci gassosi, è potenzialmente in grado di fornire dati sui fenomeni di trasporto e migrazione di specie chimiche gassose rilasciate attraverso un’interfaccia liquido/gas, misurando l’evoluzione della composizione dell’atmosfera gassosa. L’apparecchiatura è progettata con lo scopo di metterla a punto e tararla in assenza di rischi di natura radiologica, e di renderla compatibile con un potenziale impiego in cella calda in prove di post irraggiamento.In appendice viene presentato anche il progetto di un impianto pilota (OGATA) per lo studio della cattura di specie gassose volatili.