p (PhysOrg.com) - Com atenção renovada sendo dada à energia nuclear, um pesquisador da UT Dallas conseguiu US $ 875, 000 Subsídio do Departamento de Energia (DOE) para explorar um meio de aumentar a eficiência da usina e reduzir o lixo nuclear. p É a maior bolsa de pesquisa já feita no jovem Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade.

p Dr. Hongbing Lu, um especialista em nanomateriais e o primeiro titular da cadeira Louis Beecherl Jr. em engenharia mecânica na Escola de Engenharia e Ciência da Computação Erik Jonsson, irá simular as fissuras que se formam na superfície da liga metálica, ou revestimento, de barras de combustível nuclear. Essas rachaduras - que se desenvolvem no ambiente estressante do reator de tremendo calor, corrosão, irradiação e pressão - são microscópicas em tamanho, mas podem causar uma redução na taxa de queima de combustível, diminuindo a eficiência da estação de energia e aumentando o lixo nuclear.

p “Estamos trabalhando em uma metodologia de simulação muito geral que pode ser aplicada a esse tipo de ambiente, ”Lu disse. “É mais do que apenas crescimento de rachaduras. Precisamos entender como o material se comporta sob extrema pressão, temperatura, corrosão e irradiação. Com a metodologia que estamos usando, estamos levando todos esses fatores em consideração e incorporando comportamentos materiais em alguns modelos matemáticos para descrevê-los sob condições muito complicadas. ”

p Lu e sua equipe irão gerar dados sobre os efeitos da pressão e temperatura, fatorar as informações do DOE sobre a fissão e as informações de outros laboratórios sobre os efeitos da corrosão.

p “Depois de reunir todas as informações sobre revestimento de combustível nuclear naquele ambiente, então seremos capazes de conectar tudo em um código de simulação e desenvolver uma melhor compreensão de quão rápido as rachaduras crescem, ”Lu disse. “Nesse ponto, podemos ir além das simulações e começar a trabalhar em materiais reais testados nos laboratórios do governo.”

p O objetivo final é usar os resultados para chegar a um material de revestimento de combustível melhor, mas o trabalho também deve ter aplicação em uma variedade de outras áreas.

p “As mesmas metodologias de simulação que estamos desenvolvendo podem ser aplicadas a outras partes de uma usina nuclear, ”Lu disse. “Pegue os vasos de pressão, por exemplo. O ambiente pode não ser tão extremo como no revestimento do combustível - a temperatura e a radiação podem ser mais baixas - mas, geral, os dois ambientes são muito semelhantes. E se você remover a radiação, você pode aplicar as metodologias a outros ambientes de alta pressão, como motores. ”

p Apesar das preocupações persistentes do público sobre a segurança das usinas nucleares, mesmo décadas após os acidentes nucleares de Three-Mile Island e Chernobyl, o planeta está no meio do que foi chamado de renascimento nuclear, especialmente na China e na Índia. Lu espera amenizar as preocupações das pessoas.

p “Com o uso de tecnologia moderna, a energia nuclear é realmente segura, ”Lu disse. “É bem diferente de muitas décadas atrás. A física nuclear já foi descoberta. Outras coisas estão ditando a eficiência da queima de combustível. Você precisa de pessoas de todas as disciplinas. Minha contribuição tem a ver com os aspectos mecânicos e materiais do processo de fissão nuclear. ”

p A energia é um dos principais problemas com os quais a sociedade precisa lidar agora, ele adicionou, observando que alternativas aos combustíveis fósseis são desesperadamente necessárias.