Studio delle interazioni tra combustibile, prodotti di fissione e refrigerante in sistemi LFR

Nell’ambito delle attività dedicate allo sviluppo dei reattori veloci di IV generazione refrigerati a piombo, ancora molto poco si conosce circa le interazioni chimiche tra combustibile, guaina e refrigerante in seguito a fessurazione della guaina o di un evento incidentale severo. Si è pertanto proseguito nello studio della compatibilità chimica tra i diversi componenti del reattore, principalmente nell’individuazione degli strumenti più idonei per sviluppare un approccio teorico della problematica e gettando le basi per una attività sperimentale complementare. In particolare, l’attività svolta da POLIMI in questa annualità ha continuato l’aggiornamento, con nuovi dati stimati, del database di dati termodinamici necessario per l’analisi termodinamica del sistema fuel-coolant e ha individuato il codice OpenCalphad come alternativa da valutare per effettuare tale tipo di analisi su sistemi complessi quale il sistema fuel-cladding-coolant, al fine di superare le limitazioni evidenziate dal codice in uso. La valutazione della solubilità degli elementi di interesse in piombo fuso rimane un aspetto ancora da migliorare in quanto i valori calcolati col modello applicato sottostimano i valori sperimentali e talvolta non riproducono l’andamento riportato in letteratura. Infine, è stata avviata una collaborazione scientifica con JRC-Karlsruhe che ha consentito di svolgere attività sperimentale con composti del Pb contenenti U, al fine di ricavarne i relativi parametri termodinamici. Contemporaneamente, POLIMI sta procedendo nella realizzazione della facility sperimentale che consentirà di condurre una attività sperimentale parallela con composti del Pb non radioattivi.