Especialistas de la Universidad Nacional de Investigaciones Nucleares (MEPhI) de Rusia han creado unas novedosas cubiertas capaces de aumentar la seguridad del combustible nuclear que se usa en las centrales. Estas pueden emplearse también en otras áreas industriales como el sector aeronáutico, la construcción de maquinaria y la medicina.
Concretamente, el objetivo de las nuevas cubiertas es proteger los elementos combustible contra la corrosión que conlleva la reacción exotérmica de zirconio en contacto con vapor de agua. Tras el recubrimiento de elementos con la capa protectora desarrollada, su resistencia a la corrosión aumentó considerablemente.
Una de las razones que motivó el desarrollo de estas cubiertas fue el accidente en la central nuclear japonesa de Fukushima en 2011. Debido a un potente tsunami, se cortó el suministro de energía eléctrica a los reactores de la central, se interrumpió el suministro de agua de refrigeración a las zonas activas de los reactores y se produjo un recalentamiento del combustible nuclear.
Como consecuencia del incremento de la temperatura de capas de elementos termógenos de zirconio, se produjo la reacción exotérmica del zirconio en contacto con vapor de agua, lo que fue acompañado del desprendimiento de más calor y la destrucción de elementos termógenos.
Tras este accidente, muchos países con sector nuclear desarrollado intensificaron los trabajos de investigación para prevenir la posibilidad de surgimiento de la reacción exotérmica de zirconio en contacto con vapor de agua. Una de las vías de solución de este problema es recubrir la superficie de elementos termógenos de zirconio con una capa protectora.
«Se nos planteó la tarea de desarrollar cubiertas que protegieran los elementos de zirconio y aumentaran su capacidad no solo en las condiciones de producción normal, sino también en caso de accidentes, incluida la reacción exotérmica de zirconio en contacto con vapor de agua», destacó la especialista del MEPhI Svetlana Ivanova.
Tras varios años de intenso trabajo, los investigadores rusos lograron desarrollar cubiertas que protegen los elementos de combustible nuclear contra la corrosión. «La resistencia de las muestras a la corrosión tras aplicar las cubiertas protectoras desarrolladas creció de 2 a 7 veces», destacó Svetlana Ivanova.
De esta manera, en caso de que se produzca un accidente con la pérdida de un agente de transmisión de calor, la temperatura de la reacción exotérmica de zirconio en contacto con vapor de agua se reducirá proporcionalmente, lo que creará condiciones más suaves para el combustible nuclear.
