(PhysOrg.com) - Con una atención renovada que se presta a la energía nuclear, un investigador de UT Dallas ha ganado $ 875, 000 Subvención del Departamento de Energía (DOE) para explorar un medio para impulsar la eficiencia de las centrales eléctricas y reducir los desechos nucleares.

Es la mayor subvención de investigación hasta ahora dentro del joven Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad.

Dr. Hongbing Lu, un experto en nanomateriales y el primer titular de la cátedra Louis Beecherl Jr. en ingeniería mecánica en la Escuela de Ingeniería y Ciencias de la Computación Erik Jonsson, simulará las grietas que se forman en la superficie de la aleación de metal, o revestimiento, de barras de combustible nuclear. Estas grietas, que se desarrollan en el estresante ambiente del reactor de tremendo calor, corrosión, irradiación y presión:son de tamaño microscópico pero pueden causar una reducción en la tasa de quemado de combustible, disminución de la eficiencia de las centrales eléctricas y aumento de los desechos nucleares.

"Estamos trabajando en una metodología de simulación muy general que se puede aplicar a ese tipo de entorno, ”Lu dijo. “Es más que un simple crecimiento de grietas. Necesitamos entender cómo se comporta el material bajo una presión extrema, temperatura, corrosión e irradiación. Con la metodología que estamos usando, tomamos en consideración todos esos factores e incorporamos comportamientos materiales en algunos modelos matemáticos para describirlos en condiciones muy complicadas ".

Lu y su equipo generarán datos sobre los efectos de la presión y la temperatura, teniendo en cuenta la información del DOE sobre la fisión y la información de otros laboratorios sobre los efectos de la corrosión.

"Una vez que hayamos reunido toda la información sobre el revestimiento de combustible nuclear en ese entorno, luego podremos conectarlo todo en un código de simulación y desarrollar una mejor comprensión de la rapidez con la que crecen las grietas, ”Lu dijo. "En ese momento, podemos ir más allá de las simulaciones y comenzar a trabajar con materiales reales probados en los laboratorios del gobierno".

El objetivo final es utilizar los resultados para obtener un mejor material de revestimiento de combustible, pero el trabajo también debería tener aplicación en una variedad de otras áreas.

"Las mismas metodologías de simulación que estamos desarrollando se pueden aplicar a otras partes de una central nuclear, ”Lu dijo. "Tome los recipientes a presión, por ejemplo. El ambiente puede no ser tan extremo como en el revestimiento del combustible - la temperatura y la radiación pueden ser más bajas - pero, en general, los dos entornos son muy similares. Y si quitas la radiación, puede aplicar las metodologías a otros entornos de alta presión, como los motores ”.

A pesar de las persistentes preocupaciones del público sobre la seguridad de las centrales nucleares, incluso décadas después de los accidentes nucleares de Three-Mile Island y Chernobyl, el planeta está en medio de lo que se ha llamado un renacimiento nuclear, especialmente en China e India. Lu espera aliviar las preocupaciones de la gente.

“Con el uso de tecnología moderna, la energía nuclear es realmente segura, ”Lu dijo. “Es bastante diferente de hace muchas décadas. La física nuclear ya está resuelta. Otras cosas dictan la eficiencia del consumo de combustible. Necesitas gente de todas las disciplinas. Mi contribución tiene que ver con los aspectos mecánicos y materiales del proceso de fisión nuclear ”.

La energía es uno de los principales problemas con los que la sociedad tiene que lidiar en este momento. él agregó, señalando que se necesitan desesperadamente alternativas a los combustibles fósiles.