Title

ESTUDO DA FORMAÇÃO DE TRINCA TRANSVERSAL NA ÁREA DE SUPERFÍCIE DA CIRCUNFERÊNCIA DA PASTILHA DE UO2

STUDY OF TRANSVERSE CRACK FORMATION ON SURFACE AREA OF PELLET UO2 CIRCUNFERENCE

Authorship

OLIVEIRA, DIONÍSIA DOS SANTOS; SOUZA, PATRÍCIA OLIVEIRA DE; PANETO, LÉLIA FERNANDA PINTO CUSTÓDIO

OLIVEIRA, DIONÍSIA DOS SANTOS

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SOUZA, PATRÍCIA OLIVEIRA DE

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PANETO, LÉLIA FERNANDA PINTO CUSTÓDIO

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DOI

10.5151/2594-5327-23557

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Abstract

O dióxido de urânio (UO2) é usado em reatores nucleares resfriados à água, por apresentar características cerâmicas desejáveis ao combustível nuclear. O UO2 sendo usado na forma de pastilhas fabricadas por rota úmida pela INB, são carregados em varetas combustíveis compondo os elementos utilizados nos reatores nucleares à água pressurizada de Angra 1, Angra 2 e futuramente Angra 3, para geração de energia nuclear no Brasil. A integridade geométrica e estrutural destas pastilhas influencia no seu desempenho durante o ciclo de operação no núcleo do reator, logo pastilhas apresentando trincas superficiais conduzem ao fenômeno de interação com o tubo de revestimento, podendo ocasionar em falhas na vareta e subsequente liberação de produtos de fissão no refrigerante do reator. Trincas transversais na área de superfície da circunferência das pastilhas são detectadas através de inspeção visual durante o processo de fabricação. O presente trabalho apresenta o estudo da formação destas trincas através de análise do conteúdo realizada com o apoio da microscopia eletrônica. Os resultados aqui são analisados do ponto de vista da ciência dos materiais através da observação da microestrutura, e pelo processo de prensagem onde possivelmente foi gerado o defeito.

The uranium dioxide (UO2) is used in water-cooled nuclear reactors, due to its desirable ceramics characteristics as a nuclear fuel. The UO2 being used in the form of pellets manufactured by wet route by INB, where they are loaded into fuel rods to build the fuel assemblies used in pressurized water reactors of Angra 1, Angra 2 and future Angra 3 nuclear power plants, for nuclear power generation in Brazil. The geometric and structural integrity of these pellets influence on their performance during the operating cycle in the reactor core then pellets showing surface cracks leading to the phenomenon of pellet cladding interaction-PCI, resulting in failures in the fuel rod and subsequently release of fission products in the reactor coolant. Transverse cracks on surface area of pellet circumference are detected by visual inspection during the manufacturing process. This paper presents the study of the formation of these cracks through content analysis conducted with the support of electron microscopy. These results here are analyzed from the point of view of materials science through observation of the microstructure, and the pressing process where the defect was generated possibly.

Keywords

Pastilhas de UO2; Trincas transversais; Processo de fabricação.

UO2 pellets; Transverse cracks; Manufacturing process.