Estudio de los Procesos de Captura de Aerosoles en Piscina para Inyecciones de Jets Gaseosos a Altas Velocidades: Mejoras del Código SPARC90

Abstract

[ES] El código SPARC90 fue desarrollado para el cálculo de la captura de aerosoles en piscina durante procesos de descarga en accidentes nucleares a bajas velocidades del gas, régimen de inyección en forma de glóbulo. Sin embargo, hay secuencias de accidentes en las cuales los gases son inyectados a velocidades muy altas, teniéndose en estos casos nuevos mecanismos de captura. Bajo este régimen de inyección en forma de jet el mecanismo de rotura de las crestas de la ola produce el arranque de gotas de la interfase gas-líquido, siendo parte de ellas arrastradas hacia el centro del gas. Estas gotitas tienen el potencial para capturar los aerosoles transportados por el jet gaseoso, principalmente por impacto inercial e interceptación. Dicha extracción continúa mientras las diferencias de velocidades entre el jet gaseoso y la lámina líquida donde las gotas son arrancadas superan un valor límite, llamado velocidad de inicio del arrastre. Si bien cabe puntualizar que muy pocos experimentos se han realizado bajo estas condiciones. Por todo ello, el presente trabajo explora el comportamiento hidrodinámico del jet bajo estas condiciones y, basado en las ecuaciones existentes para la captura de aerosoles, presenta las expresiones existentes para sus variables fundamentales, tales como: población, tamaño y velocidad de las gotas arrancadas. Las diferentes expresiones que se encuentran en la literatura han sido analizadas, introduciéndose en una versión modificada del código SPARC90 las que se consideran más adecuadas. Finalmente, se han comparado en términos de factores de descontaminación los resultados obtenidos mediante el código SPARC original y el modificado (SPARC90-Jet) para las condiciones de un accidente SGTR (rotura de tubos en el generador de vapor). A pesar de quedar pendiente mucho trabajo por delante, se pone de relieve la importancia de los procesos de captura de aerosoles en la región próxima a la rotura para inyecciones a altas velocidades, régimen de inyección en forma de jet, mostrando cuanto diferentes son estos mecanismos de captura respecto a los existentes en la inyección en régimen globular.