Title

SIMULAÇÃO DA CRITICALIDADE DE UM ELEMENTO DE COMBUSTÍVEL NUCLEAR HIPOTÉTICO PARA REATORES PWR COM REVESTIMENTO DE AÇO INOXIDÁVEL 316 DOPADO COM NIÓBIO*

COMPARATIVE CRITICALITY ASSESSMENT OF A HYPOTHETICAL FUEL ELEMENT WITH 316 STAINLESS STEEL-CLAD RODS DOPED WITH Nb THROUGH COMPUTATIONAL SIMULATION

Authorship

AZEVEDO, ARY MACHADO DE; LOPES, THOMAZ JACINTHO; MEDEIROS, MARCOS PAULO CAVALIERE DE; MOREIRA, FERNANDO MANUEL ARAÚJO; MONTEIRO, SÉRGIO NEVES; SOARESR, JOANA BATISTA; CARDOSO, DOMINGOS D’OLIVEIRA; FIGUEIREDO, ANDRÉ BEN-HUR DA SILVA

AZEVEDO, ARY MACHADO DE

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LOPES, THOMAZ JACINTHO

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MEDEIROS, MARCOS PAULO CAVALIERE DE

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MOREIRA, FERNANDO MANUEL ARAÚJO

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MONTEIRO, SÉRGIO NEVES

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SOARESR, JOANA BATISTA

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CARDOSO, DOMINGOS D’OLIVEIRA

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FIGUEIREDO, ANDRÉ BEN-HUR DA SILVA

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DOI

10.5151/2594-5327-41373

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Abstract

Foram exploradas diversas aplicações, incluindo revestimentos de varetas de combustível, ligas estruturais e materiais de refrigeração em reatores nucleares, com foco em melhorias de desempenho, segurança e durabilidade. Os resultados revelaram que a dopagem de nióbio proporcionou uma série de benefícios, tais como aumento da resistência à corrosão, maior estabilidade em ambientes de alta temperatura e radiação, além de contribuir para a redução da criticalidade em elementos combustíveis nucleares. Essas descobertas destacam o potencial do nióbio como um material estratégico na indústria nuclear, oferecendo soluções promissoras para os desafios enfrentados na operação segura e eficiente dos reatores nucleares, incluindo os de pequeno porte (SMR).

Several applications were explored, including fuel rod coatings, structural alloys, and cooling materials in nuclear reactors, with a focus on performance, safety, and durability improvements. The results revealed that niobium doping provided a range of benefits, such as increased corrosion resistance, greater stability in high-temperature and radiation environments, and contributed to reducing criticality in nuclear fuel elements. These findings underscore the potential of niobium as a strategic material in the nuclear industry, offering promising solutions to the challenges faced in the safe and efficient operation of nuclear reactors, including small modular reactors (SMRs).

Keywords

Combustível Nuclear; Dopagem do Aço inoxidável 316; Nióbio; Simulação Computacional.

Nuclear fuel; Stainless Steel 316 doping; Niobium; Computational simulations.