Desarrollo y validación de un nuevo modelo de transmisión de calor en la interacción Corium-Hormigón

Resumen

Las últimas etapas de un accidente severo hipotético en una central nuclear estarían marcadas por la fusión del núcleo del reactor que escurriría gradualmente al fondo de la vasija. Pasado un cierto tiempo el calor residual haría fallar la vasija de presión, lo que permitiría la eyección de material fundido a la cavidad del reactor. Una vez que el material fundido, llamado Corium, entra en contacto con el suelo y las paredes de hormigón de la cavidad, se iniciaría la interacción entre el Corium y el hormigón, que se iría descomponiendo e incorporando al Corium, proceso que se ha dado en denominar ablación o erosión del hormigón. La presente tesis se ha centrado en uno de los fenómenos que se deben tener en cuenta a la hora de simular las interacciones Corium-Hormigón, esto es el modelado de la transmisión de calor en la interfase entre el Corium y el hormigón. Para ello primero se ha realizado una revisión bibliográfica de los modelos existentes o propuestos hasta el momento e igualmente de los experimentos más relevantes en este área, identificando las deficiencias o las lagunas existentes. Una vez identificadas las lagunas, se han tomado de la bibliografía ciertos submodelos para incorporarlos al modelo general que describe los fenómenos que ocurren en la interfase y afectan a la transmisión de calor Corium-Hormigón. Entre los submodelos están los que predicen el tamaño y tiempo de despegue de las burbujas o los que simulan la estabilidad de las costras que pueden formarse. Como aportación fundamental de este trabajo cabe destacar el engarce de los submodelos para describir la transición entre el modo de transmisión de calor sin costras a otro con costras, teniendo en cuenta las condiciones para la estabilidad de las mismas. Para la conclusión de esta tarea ha sido necesario el desarrollo de un modelo original de transmisión de calor en el caso de existencia de costras estables, que supone el desarrollo de una película.