La manipulación del elemento puede llevarse a cabo en aire o en atmósfera inerte. Si el combustible está expuesto a una atmósfera oxidante a temperatura elevada en una celda de descarga, potencialmente puede producirse la oxidación de las pastillas de combustible (de sus fragmentos), si el oxígeno accede al interior de las barras porque éstas presenten pequeños defectos pasantes. El aumento de volumen asociado a la oxidación del combustible inicialmente en forma de UO2 puede provocar eventualmente tensiones en la vaina que conduzcan al aumento del defecto y la consiguiente liberación de material radiactivo.
Si bien es conocido el mecanismo de oxidación de las pastillas de óxido de uranio, existe cierto desconocimiento sobre la cinética de esta oxidación y de su dependencia de los parámetros fundamentales, temperatura y contenido en oxígeno de la atmósfera. Además, la reducida bibliografía existente al respecto se basa principalmente en óxidos de uranio sin irradiar, simuladores de pastilla o pastillas reales irradiadas a quemados inferiores a 35 MWd/kgU.
Para determinar los parámetros más apropiados para almacenar y manipular el combustible gastado en aire o en atmósferas parcialmente inertes, ENRESA y ENUSA colaboran en un programa experimental de ensayos de oxidación en celda caliente sobre combustible irradiado con distintos grados de quemados. En este estudio se analiza la influencia en la oxidación controlada del combustible en el tiempo en los factores de temperatura y porcentaje de inertización mediante termogravimetría y difracción de rayos X.
En este artículo se presenta el material irradiado objeto de los ensayos, los parámetros de temperatura y concentración de oxígeno de la atmósfera utilizados en dichos ensayos, así como los resultados globales obtenidos hasta la fecha sobre la investigación en curso.
