Predecir la degradación de la vasija por operación a largo plazo: NOMAD

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En 2020 hay en operación más de 100 centrales nucleares en el mundo cuyos reactores sobrepasarán los 40 años de funcionamiento y es necesario chequear que los materiales de la vasija, sometidos a alta irradiación y temperatura durante varias décadas, no están degradados y mantienen sus propiedades.

¿Qué es NOMAD?

El proyecto europeo NOMAD, financiado por Euratom-H2020 en el programa 2014-2018, se crea para investigar técnicas de inspección, que sean capaces de cuantificar o medir la degradación de las vasijas de los reactores por operación a largo plazo. 

nomad

¿Cual es el objetivo del proyecto NOMAD?

El objetivo del proyecto es el desarrollo, la demostración y la validación de una herramienta de Evaluación No Destructiva (NDE) para la caracterización local y volumétrica de esta degradación.  

La idea es generar un sistema híbrido, donde se desarrollan diferentes métodos de Ensayos No Destructivos, cuya combinación permita cuantificar la degradación de la pared la vasija; en ello se han implicado los siguientes países europeos:

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Centrales nucleares en Europa y países participantes en NOMAD

¿Qué fases contiene el proyecto?

Las fases (o paquetes de trabajo) en las que se divide el proyecto son cuatro:

  1. Dado que no se puede extraer materiales de las centrales, se fabrican varios patrones de calibración y se someten a distintos niveles de irradiación y temperatura (en ciclos).
  2. Se desarrollan prototipos de sondas de las técnicas candidatas a ser empleadas, y se hacen pruebas para ver cuáles son capaces de medir mejor la degradación en los patrones.
  3. Se crea un sistema híbrido que integra los métodos END que han obtenido mejores resultados (micromagnéticos, eléctricos y ultrasónicos aplicados en varias etapas de la degradación del material). El sistema resultante además se apoya de una base de datos, que se va creando para facilitar la evaluación. 
  4. La cuarta fase del proyecto es la validación y seguimiento de las otras tres fases anteriores. 

¿Quién contribuye en el proyecto NOMAD?

Los participantes en NOMAD con los que Tecnatom colabora son: 

  • Fraunhofer Institute (Alemania)
  • SCK•CEN Nuclear Research Center (Bélgica)
  • VTT Technical Research Center of Finland Ltd. (Finlandia)
  • SVTI (Suiza), Coventry University (Reino Unido)
  • Hepenix (Hungría), MTA EK (Hungría)
  • Paul Scherrer Institute (Suiza) 
  • Eurice. 

¿Cuál es el estado del proyecto?

El estudio de la degradación analiza cambios que suceden en los materiales antes de aparecer un defecto que implique cambios en la microestructura, como una grieta. Asociar la técnica a la degradación, no es tarea fácil precisamente cuando se trabaja en condiciones de campo.  

Se trabajan tres líneas fundamentales que funcionan en paralelo:

  • Los END que se están llevando a cabo con las distintas técnicas. 
  • La ciencia para el tratamiento de datos a través de algoritmos de machine learning
  • Los resultados y la validación de estos. Es en este punto donde Tecnatom está más involucrado con un rol de usuario final en el proyecto, implicado en la validación del sistema final.

El objetivo es conseguir una herramienta NDE cualificada, que incluya los métodos más prometedores y la algoritmia para tratar los datos medidos, optimizando la cuantificación de la degradación. Para que las técnicas puedan ser comparables entre ellas, la degradación del material se mide a través de los cambios en la temperatura de transición ductil-fragil (DBTT) de manera individual.  

Por lo tanto, los resultados obtenidos dependerán de las medidas y de su tratamiento a través de la algoritmia. Por poner un ejemplo, si una técnica no muestra un resultado preciso, puede no significar nada concluyente en el resultado final, ya que la medición de la degradación estaría también basada en el resto de las técnicas, el histórico y el tratamiento de datos aplicado. 

En la última fase de NOMAD, los resultados de las técnicas END son prometedores y se está consiguiendo cuantificar la degradación.  Aunque queda un año de proyecto, ¡ya son evidentes los progresos conseguidos!

Autor: José Luis Castresana Sanjurjo

 

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