Direzione Trasferimento Tecnologico

Settori applicativi

Problema da risolvere

Gli avanzamenti nella ricerca per la produzione di energia nucleare hanno portato allo sviluppo di sistemi avanzati raffreddati a metallo liquido. E' quindi necessario studiare il comportamento di tali componenti sia in condizioni operative che in condizioni incidentali in modo da garantire l'adeguata sicurezza necessaria. In particolare, l'interazione metallo liquido-acqua è un incidente che potrebbe verificarsi a seguito della rottura di un tubo di refrigerazione acqua ad alta pressione all'interno di componenti chiave (scambiatori di calore nei reattori di IV generazione e mantello triziogeno ad acqua e piombo-litio nei reattori a fusione a confinamento magnetico).

Descrizione

L'impianto sperimentale LIFUS5/Mod3 è esercito in due diverse configurazioni. Nella prima configurazione (A) sono stati eseguiti 11 test sperimentali in ambito fissione nucleare con lo scopo di rivelare potenziali microfessure presenti su un tubo dello scambiatore di calore (il concetto di “leak before break”) mediante l'installazione di strumentazione adeguata quale accelerometri e microfoni. Questi risultati sono stati raggiunti e i dati sperimentali acquisiti hanno contribuito ad ampliare il database esistente, fornendo un avanzamento nel supporto alla progettazione di reattori a lega metallica. La seconda configurazione (B) è impegnata in ambito fusione nucleare, con lo scopo di investigare la fenomenologia di interazione tra lega di piombo-litio e acqua. Questi due fluidi interagiscono sia termodinamicamente che chimicamente, generando calore e idrogeno. L'impianto è dotato di sensori con frequenza di acquisizione fino a 10 kHz, che permettono di analizzare il rapido comportamento del transitorio di pressione, la generazione di onde di pressione e la deformazione sul vessel di reazione. L'infrastruttura sperimentale è inoltre dotata di strumentazione capace di caratterizzare l'iniezione di acqua all'interno della lega metallica, di termocoppie per studiare l'evoluzione di temperatura all'interno del serbatoio, e di un sistema di misurazione dell'idrogeno prodotto. Attualmente l'impianto ha eseguito 25 test sperimentali. I dati ottenuti permettono la validazione di codici numerici di calcolo usati sia a supporto della progettazione che per le analisi di sicurezza deterministiche.

Gruppo di ricerca coinvolto