Diseño y caracterización de electrodos consumibles para un sistema de gasificación de residuos radiactivos de baja y media actividad a escala laboratorio.

摘要

En el año 2014 la Agencia Internacional de Energía Atómica y el Departamento Materiales Nucleares (DMN) firman el acuerdo de Colaboración TCP ARG9013 con el fin de desarrollar la tecnología de gasificación por plasma para procesar Residuos Radiactivos de media y baja actividad. En este marco el DMN diseña un reactor prototipo a escala laboratorio que utiliza una torcha arco transferido y un electrodo consumible.udEn este trabajo se realiza la caracterización del sistema torcha-electrodo a través del ensayo de vida útil o Lifetime test. Basados en electrodos de cobre, se analizan distintos diseños (ánodos y cabezales) y materiales, diferentes configuraciones del sistema y potencias térmicas del plasma.udEl cobre presenta el mejor desempeño operativo, con una tendencia lineal del ritmo de degradación con el espesor del electrodo. Por otro lado, en condiciones accidentales la dureza del ánodo disminuye hasta un 60%.udLos ánodos presentan menor ritmo de degradación y velocidad de penetración que los cabezales.udAdicionalmente se verifica el efecto de parámetros de operación como el caudal de refrigeración, la distancia relativa entre la torcha y el electrodo, y el gas de plasma.udLos resultados obtenidos sirven para realimentar el diseño del reactor prototipo y aportan información operativa sobre la utilización de esta tecnología.udEste es el primer trabajo de I + D del DMN utilizando torchas de plasma.ud