Determinación de curvas de envejecimiento para aleación AA-6061 de grado nuclear en el uso de la fabricación de elementos combustibles para el reactor experimental RECH-1
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Fecha
2019
Profesor/a Guía
Facultad/escuela
Idioma
es
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Editor
Universidad Andrés Bello
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Resumen
En materia energética Chile a través de la Comisión Chilena de Energía Nuclear cuenta con un reactor experimental llamado reactor de investigación RECH-1, el cual consta de un núcleo de 32 elementos combustibles y a su vez, cada uno de éstos contiene 16 placas combustibles planas, que contienen en su interior un compósito formado por una dispersión de un compuesto intermetálico de Uranio (U3Si2) en una matriz de aluminio en polvo con una pureza mínima de 99,5%, este a su vez se encuentra contenido por aluminio estructural del tipo AA-6061 por ambas caras, comúnmente denominado Cladding. Además de las placas combustibles planas, el elemento combustible es ensamblado con otros componentes estructurales, también fabricados con aleación AA-6061.
La variación en el tiempo de las propiedades mecánicas de dichas placas combustibles fabricadas en el año 2014, que hoy están siendo utilizadas para el RECH-1, podrán ser analizadas con una metodología aplicada a 21 muestras. Esta consta de un tratamiento de solución a una temperatura de 570°C a 30, 60 y 90 minutos. Continuamente, se realiza un temple en agua con un posterior ensayo de dureza y también ensayo de tracción. Luego, se realiza un tratamiento térmico de envejecimiento a tres diferentes temperaturas (150°C, 177°C y 200°C) y a cinco tiempos diferentes (1hr, 24hrs, 1 semana, 1 mes, 3 meses), para finalmente enfriar de forma natural y realizar nuevamente ensayos de tracción y dureza.
Finalmente, este estudio servirá como base para futuros trabajos realizados con la aleación AA6061 de grado nuclear como constituyente elemental en el uso de la fabricación de elementos combustibles.
In terms of energy, Chile, through the Chilean Nuclear Energy Commission, has an experimental reactor called the RECH-1 research reactor, which consists of a core of 32 fuel elements and in turn, each of these contains 16 flat fuel plates, which in turn are composed of Uranium (U3Si2) in an Aluminum matrix with a minimum purity of 99.5%, where it is contained by structural Aluminum of type AA-6061 on both sides. The variation over time of the mechanical properties of said fuel plates manufactured in 2014, which are currently being used for the RECH-1, may be analyzed with a methodology applied to 21 samples. This consists of a solution treatment at a temperature of 570°C at 30, 60 and 90 minutes. Continuously, a hardening in water is carried out with a subsequent hardness test and tensile test. Then, an aging thermal treatment is carried out at three different temperatures (150°C, 177°C and 200°C) and at five different times (1hr, 24hrs, 1 week, 1 month, 3 months), to finally cool down and carry out tensile and hardness tests again. Finally, this study will serve as a basis for future work carried out with the AA6061 alloy of nuclear grade as elementary constituent in the use of the manufacture of fuel elements.
In terms of energy, Chile, through the Chilean Nuclear Energy Commission, has an experimental reactor called the RECH-1 research reactor, which consists of a core of 32 fuel elements and in turn, each of these contains 16 flat fuel plates, which in turn are composed of Uranium (U3Si2) in an Aluminum matrix with a minimum purity of 99.5%, where it is contained by structural Aluminum of type AA-6061 on both sides. The variation over time of the mechanical properties of said fuel plates manufactured in 2014, which are currently being used for the RECH-1, may be analyzed with a methodology applied to 21 samples. This consists of a solution treatment at a temperature of 570°C at 30, 60 and 90 minutes. Continuously, a hardening in water is carried out with a subsequent hardness test and tensile test. Then, an aging thermal treatment is carried out at three different temperatures (150°C, 177°C and 200°C) and at five different times (1hr, 24hrs, 1 week, 1 month, 3 months), to finally cool down and carry out tensile and hardness tests again. Finally, this study will serve as a basis for future work carried out with the AA6061 alloy of nuclear grade as elementary constituent in the use of the manufacture of fuel elements.
Notas
Tesis (Ingeniero Civil en Metalurgia)
Palabras clave
Reactores Nucleares, Aleaciones