ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE CÉLULAS DE COMBUSTÍVEL NUCLEAR EM GEOMETRIA ELÍPTICA PELA TÉCNICA DA TRANSFORMADA INTEGRAL GENERALIZADA

Resumo

Problemas difusivos com fontes distribuídas em seu domínio possuem importante aplicação no projeto de células de combustível em reatores nucleares. Estas células apresentam dimensões reduzidas e liberam altas taxas de energia térmica resultante da reação de fissão nuclear do material. Um parâmetro de projeto de tais reatores está relacionado com o controle da máxima potência gerada em uma unidade, devido à temperatura limite do material físsil. No presente trabalho é realizada uma análise do comportamento térmico de células de combustível nuclear cilíndricas com seção transversal de geometria elíptica submetidas às condições de contorno de primeiro tipo (condição de Dirichlet). Devido às grandes variações da temperatura no interior da célula, na formulação do problema, as propriedades termofísicas foram consideradas variáveis. O efeito da depressão do fluxo de nêutrons térmicos no interior destas células também foi levado em consideração. Consequentemente, a equação diferencial que modela o processo de difusão de calor tem uma estrutura não-linear. Para a determinação da distribuição do fluxo neutrônico e da temperatura na célula de combustível a Técnica da Transformada Integral Generalizada (TTIG) foi utilizada sobre as equações de difusão de nêutrons e de calor no domínio da célula. Feito isso, os parâmetro físicos de interesse foram determinado para alguns casos e os resultados obtidos foram comparados com os resultados disponíveis na literatura.