Estudio de resistencia a la radiación de materiales de aislaciones polliméricas de cables de producción nacional para su uso en centrales nucleares

Abstract

Los cables utilizados en centrales nucleares en ambientes con radiación deben poseer la característica de tener una muy buena resistencia a la misma, debido a la necesidad de que operen, en su gran mayoría, durante un mínimo de 30 años, con alta dificultad para cambiarlos debido al costo económico y en dosis de la operación. En el mundo hay pocas empresas especializadas en fabricar este tipo de cables, y, en la Argentina, los fabricantes no han realizado estudios auxiliares que verifiquen su desempeño en estos ambientes, por lo que se utilizan proveedores extranjeros aumentando los costos considerablemente. En este contexto, la empresa nacional Marlew S.A., fabricante de cables, pidió asistencia a la CNEA en el estudio de resistencia a la radiación de aislaciones poliméricas de cables de nueve materiales distintos utilizados en sus procesos de fabricación, con la finalidad de comparar su desempeño entre sí frente a la radiación. Posteriormente se determinaron cuáles son las condiciones de envejecimiento que aseguran la degradación homogénea en los materiales y se realizaron ensayos auxiliares de medición de módulo tensil a lo largo del espesor de las muestras para asegurar dicha homogeneidad. Para cumplir con el objetivo de envejecimientos acelerados, en primer lugar se irradiaron grupos de muestras de las aislaciones seleccionadas hasta dosis totales de 100, 150, 250, 350 y 500 kGy. Para la irradiación se utilizó la Planta de Irradiación Semi Industrial, ubicada en el Centro Atómico Ezeiza, que posee una fuente de cobalto 60. Por lo tanto, se utilizaron rayos gamma para realizar un envejecimiento acelerado por radiación, simulando las dosis totales en servicio mencionadas anteriormente. Además se ensayaron las aislaciones poliméricas de un cable utilizado con éxito durante la operación de la central nuclear Atucha I a fin de compararlo con los materiales de origen nacional antes mencionados y establecer un criterio de aceptación. Luego, para cuantificar la resistencia a la radiación en función de la dosis acumulada, se realizaron ensayos de tracción sobre las muestras de los siete materiales a todas las dosis de radiación totales mencionadas anteriormente. De esta manera se obtuvieron curvas de elongación a la rotura en función de la dosis acumulada para todos los materiales en estudio. Para finalizar, se compararon las curvas obtenidas teniendo en cuenta la degradación alcanzada por las aislaciones de los cables usados en centrales nucleares. De esta manera, se priorizaron las aislaciones poliméricas de cables de fabricación nacional según su resistencia al daño por radiación.