Studio dell’interazione tra combustibile, prodotti di fissione e refrigerante in sistemi LFR

Sommario Nella prima parte (a cura di CIRTEN-PoliMi) in continuità con quanto sviluppato nei precedenti progetti PAR (2011- 2013), è stata conclusa la valutazione di metodi teorici (semi-empirici e DFT) per la stima dei parametri termodinamici sia in fase gas sia in fase condensata, necessari per la valutazione della composizione all’equilibrio termodinamico del sistema fuel-coolant. I risultati ottenuti mostrano come l’approccio DFT-GGA, seppur con un maggior onere computazionale, sia più accurato dei metodi semi-empirici per la stima di grandezze come entalpia di formazione, entropia e calore specifico, anche nel caso di composti contenenti attinidi dove la trattazione computazionale risulta particolarmente complessa. L’analisi termodinamica preliminare di un sistema semplificato MOXirr-Pb ha evidenziato l’incapacità del codice a disposizione di tipo SOLGASMIX-PV di prevedere il comportamento del sistema in presenza di composti non stechiometrici e composti che decompongono. È stato inoltre avviato uno studio propedeutico alla realizzazione di una facility sperimentale e all’esecuzione di prove in piombo fuso con composti in grado di simulare la composizione del combustibile. Nella seconda parte (a cura di ENEA) viene valutata, sulla base di prove sperimentali, l’interazione tra elementi di fissione volatili (in particolare cesio e stronzio) e il sistema refrigerante dei reattori a piombo (piombo fuso nel caso in esame) sia in condizioni di normale esercizio che a temperature più elevate. In aggiunta, viene proposto un metodo di sintesi del MOF-5, capostipite delle sostanze di nuova generazione capaci di “catturare” i gas di fissione, e sono riportati i primi risultati relativi alla cattura dello iodio.