Nenhuma / Uma das principais etapas na fabricação de combustíveis nucleares tipo placa, para a utilização em reatores de pesquisa e de propulsão naval, consiste no desenvolvimento de métodos e técnicas de ensaios não destrutivos para a avaliação do combustível nuclear durante a fabricação, assim como para análises do combustível pós-irradiação. Os ensaios não destrutivos podem contribuir para a detecção de descontinuidades durante as etapas de fabricação do combustível, como trincas e falhas na união entre o cerrne e o revestimento, que podem provocar a falha do combustível durante o seu uso em reatores nucleares. Métodos de ensaio como visual, radiográfico, correntes parasitas e ultra-som podem ser utilizados para essa finalidade. Neste trabalho foi abordado o uso do ensaio não destrutivo por ultra-som para a avaliação de combustíveis nucleares tipo placa. Devido às pequenas espessuras dos combustíveis tipo placa, assim como aos diferentes materiais presentes nos mesmos, foram utilizados, nos experimentos, transdutores ultra-sônicos de contato com sapatas de atraso e transdutores de imersão. Os ensaios foram realizados em um protótipo de combustível tipo placa constituído por um núcleo de UO2 disperso em uma matriz metálica de aço inoxidável, com revestimento em aço inoxidável. Neste protótipo foram usinados diferentes tipos de refletores artificiais, simulando a presença de descontinuidades naturais. Para os testes com os transdutores de imersão foi desenvolvido um dispositivo para a obtenção do perfil do feixe sônico emitido pelos mesmos, de forma a identificar a região de maior sensibilidade do feixe para o ensaio. Foram ainda fabricadas algumas lentes acústicas para a focalização do feixe, neste caso, sem sucesso. O uso dos diferentes tipos de transdutores ultra-sônicos possibilitou o estabelecimento de uma metodologia para a detecção de descontinuidades com diferentes geometrias e dimensões. O protótipo de combustível desenvolvido para os experimentos demonstrou ser adequado para estudos de sensibilidade do sistema de ensaio. / One of the most important steps in the fabrication processes of plate type nuclear fuels, intended to be used in research reactors or naval propulsion, is the development of nondestructive testing (NDT) methods and techniques for their quality assessment during fabrication and post-irradiation analysis. Those tests can contribute to detect discontinuities such as cracks and fails in meat-cladding junctions, that can lead to failures when installed and used in reactors. Examples of NDT methods that may be used for this purpose are visual inspection, radiography, eddy current and ultrasound. The objective of this study is to present the utilization of ultrasound methods to evaluate plate type nuclear fuels. Due to the small thicknesses of such kind of fuels, as well as the presence of different materials, the ultrasonic transducers used to perform the experiments were immersion type or contact with delay shims. Furthermore, a dummy plate fuel, constituted by a dispersion of UO2 in stainless steel matrix, with stainless steel cladding, was specially constructed. In the surface of such plate, several kinds of artificial reflectors, simulating the presence of natural flaws were machined. For immersion type ultrasonic transducers, a mechanical scanning system was developed to allow the determination of their sonic beam profiles and identification of the highest sensitivity beam region. Additionally, some acoustic lenses, useful to help on beam focalization, were fabricated and used, but the expected performance was not achieved. The use of different kinds of ultrasonic transducers allowed the establishing of a methodology to detect discontinuities of different geometry and sizes. The developed dummy fuel demonstrated to be adequate for the studies of sensitivity of the test system.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:bdtd.cdtn.br:60 |
| Date | 27 August 2008 |
| Creators | Múcio José Drumond de Brito |
| Contributors | Silvério Ferreira da Silva Junior, Wilmar Barbosa Ferraz, Emerson Giovani Rabello, Tanius Rodrigues Mansur |
| Publisher | CNEN - Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, Belo Horizonte, CTMA - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia das Radiações, Minerais e Materiais, CDTN, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do CDTN, instname:Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, instacron:CDTN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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