General Atomics Electromagnetic Systems (GA-EMS), con sede en San Diego, anunció recientemente un hito importante en su tecnología de vainas de combustible nuclear de carburo de silicio (SiC): el proceso de unión de SiC localizada ha pasado pruebas de rendimiento en un entorno de agua corrosiva simulando un reactor de agua a presión, allanando el camino para la prueba real en reactores de la tecnología de vainas SiGA.
GA-EMS reveló que su método patentado de unión de SiC localizada se desempeñó excepcionalmente en condiciones simuladas de refrigerante de reactor de agua a presión. Esta tecnología sella las varillas de combustible para evitar la exposición del núcleo de combustible nuclear al entorno de agua a alta temperatura, formando una solución de seguridad completa. Las vainas SiGA utilizan materiales compuestos multicapa de carburo de silicio, capaces de soportar temperaturas seis veces más altas que las de los reactores de agua ligera existentes, mejorando significativamente la resistencia a altas temperaturas y a la irradiación de las varillas de combustible.
"El proceso de unión localizada no solo acorta el tiempo de procesamiento, sino que también soporta la expansión de capacidades de fabricación eficientes domésticas, proporcionando vainas de combustible tolerantes a accidentes más seguras para las plantas nucleares", dijo Scott Forney, presidente de GA-EMS. Enfatizó que la combinación de vainas SiGA y el proceso de unión puede contener de manera completamente segura combustible sólido, adecuado para los requisitos de diseño de reactores nucleares actuales y futuros.
La vaina de combustible nuclear actúa como una barrera entre el refrigerante del reactor y el núcleo de combustible, y su hermeticidad es crucial para la seguridad de la planta nuclear. Las vainas SiGA de GA-EMS apilan el combustible dentro de tubos de vaina y lo sellan en ambos extremos, formando una estructura hermética. Según el comunicado de prensa de la empresa, esta tecnología ha verificado el rendimiento de resistencia a la irradiación de juntas cerámicas en el reactor de isótopos de alto flujo del Laboratorio Nacional de Oak Ridge, y actualmente se está evaluando su estabilidad a largo plazo en entornos de refrigerante corrosivo a alta temperatura y presión de reactores de agua a presión.
"Las juntas fabricadas con el proceso de unión de carburo de silicio localizada mantuvieron su hermeticidad después de 180 días de exposición en las instalaciones de prueba de refrigerante de reactores de Westinghouse, proporcionando datos clave para la verificación final", señaló la Dra. Christina Back, vicepresidenta de tecnologías nucleares y materiales de GA-EMS. Reveló que la empresa planea realizar pruebas simultáneas de rendimiento de juntas en entornos de refrigerante corrosivo y irradiación de neutrones en el reactor de pruebas avanzado del Laboratorio Nacional de Idaho.
El material de vainas SiGA mantiene una estabilidad estructural en entornos de hasta 1900 °C, superando con creces el límite de temperatura de las vainas metálicas tradicionales. Esta tecnología puede aumentar la densidad de potencia del reactor, extender la vida útil del combustible y reducir los costos operativos. Actualmente, GA-EMS ha firmado un contrato con el Departamento de Energía de EE.UU. (DOE) para apoyar el "Programa de Combustible Tolerante a Accidentes", impulsando la implementación comercial de la tecnología de vainas de carburo de silicio en reactores nucleares de EE.UU.
