El presente Trabajo Fin de Grado tiene por objeto analizar el comportamiento estructural de un elemento combustible nuclear gastado KWU HTP 16x16-20 en un suceso de caída accidental durante su transporte en el interior de un contenedor de almacenamiento. Dicho proyecto nace de la necesidad de garantizar una gestión segura de los residuos radiactivos y, siendo más concreto, del combustible nuclear irradiado, de manera que no entrañe riesgos radiológicos con un potencial impacto negativo sobre las personas y el medio ambiente.
Anteriormente, un transporte seguro de estos residuos se basaba fundamentalmente en la seguridad del embalaje, teniendo carácter secundario la caracterización de los elementos combustibles. Sin embargo, en la actualidad, está cobrando mayor relevancia la optimización y mejora del diseño de éstos últimos para eliminar o reducir los riesgos asociados a situaciones de accidente, e.g. caída del contenedor.
Teniendo en mente lo anterior, los objetivos que busca satisfacer este trabajo principalmente son el desarrollo de un modelo numérico del elemento combustible y el estudio de la respuesta de deformación de la vaina cuando ocurre la caída accidental. Con esto, se pretende inferir conclusiones acerca de influencia de la tipología de malla empleada sobre la deformación que sufre el revestimiento de la vaina de combustible. Todo esto se realiza en el dominio temporal con la ayuda de la herramienta numérica basada en elementos finitos ANSYS Mechanical.
The purpose of this Final Degree Project is to analyse the mechanical behaviour of a spent nuclear fuel assembly KWU HTP 16x16-20 in case of suffering an accidental fall during transportation inside a container. This project stems from the need to ensure a safe management of radioactive waste and, more specifically, of irradiated nuclear fuel, so that it does not involve radiological risks with a potential negative impact on people and the environment.
Previously, a safe transport of these wastes was fundamentally based on the safety of the container, the characterization of the fuel assembly being secondary. However, at present, the optimization and improvement of the design of the latter is becoming more relevant to eliminate or reduce the risks associated with accident situations, e.g. container drop.
With the above in mind, the objectives pursued in this work are mainly the development of a numerical model of the fuel element and the study of the deformation response when accidental fall occurs. In this sense, it is intended to infer conclusions about the influence of the type of mesh used on the deformation suffered by the fuel rod. All analysis take place in the time domain with the help of the numerical tool based on finite elements ANSYS Mechanical.
