Elementi di combustibile di reattori nucleari: tipologie e calcolo termico

Questo lavoro mira a presentare un'analisi descrittiva e comparativa condotta tra diverse scelte tecnologiche operative od in fase di progetto di elementi di combustibile di reattori nucleari di tipologie differenti: sarà innanzitutto descritta la varietà di soluzioni impiantistiche possibili nella produzione di energia elettrica con lo sfruttamento della fonte atomica, con particolare attenzione a presentare le differenze tra soluzioni tradizionali in esercizio e soluzioni innovative, in esercizio o in progetto. L'attenzione si sposterà poi sulla descrizione degli elementi di combustibile utilizzati, per mettere in evidenza le peculiarità che lo rendono sfruttabile in quel particolare tipo di impianto. Il secondo capitolo sarà dedicato all'analisi delle proprietà termofisiche dei materiali in utilizzo nel nocciolo di una centrale, per capire quali siano caratterizzanti ai fini dell'analisi termica, e alla presentazione delle correlazioni per il calcolo dei coefficienti di scambio convettivo tra refrigerante e fasci di barre per l'asportazione del calore generato dai prodotti di fissione in seguito a veloce perdita della loro energia cinetica: il tutto sarà anticipato dalla descrizione di un metodo semplificato di calcolo termico ricavato dalla letteratura. Nell'ultimo capitolo saranno presentate le leggi fenomenologiche utilizzate per i calcoli termici che seguono, in modo da contestualizzare la parte numerica che riporterà i risultati di un calcolo termico semplificato di diverse tipologie di combustibile, al fine di identificare gli ordini di grandezza dei salti termici che si possono verificare nei combustibili in determinate soluzioni operative.