Электронно-зондовый рентгеноспектральный микроанализ топливных композиций и оболочек тепловыделяющих элементов ядерных реакторов

• Автор: Крюков, Федор Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Димитровград
• Количество страниц: 211 с. : ил.

Список сокращений и условных наименований

Общая характеристика работы

Глава 1. Разработка и совершенствование технических средств для микроанализа радиоактивных материалов
1.1. Особенности конструкций и принципы модернизации приборов для анализа радиоактивных материалов
1.2. Результаты разработки модифицированного микроанализатора для исследования облученного ядерного топлива
1.3. Разработка программного обеспечения для количественного анализа облученного ядерного топлива

1.4. Особенности электронно-зондового микроанализа облученного ядерного топлива

Выводы к главе

Глава 2. Методы и результаты исследования закономерностей поведения продуктов деления и компонентов топлива в твэлах реакторов ВВЭР

2.1. Характеристика топлива, твэлов и условий облучения

2.2. Разработка метода и исследование закономерностей накопления и распределения плутония в топливе реакторов ВВЭР
2.3. Исследование закономерностей выгорания топлива реакторов ВВЭР
2.3.1. Разработка метода экспериментального определения содержания неодима в качестве монитора выгорания топлива
2.3.2. Разработка и верификация физико-математической модели расчета выгорания
2.3.3. Результаты исследования закономерностей выгорания топлива, сравнение с другими методами
2.4. Особенности выгорания уран-гадолиниевого топлива
2.5. Исследование закономерностей поведения газообразных продуктов деления в топливе реакторов ВВЭР
2.5.1. Разработка метода определения содержания ксенона в облученном топливе
2.5.2. Разработка и верификация физико-математической модели образования газообразных продуктов деления топлива при облучении
2.5.3. Закономерности поведения ксенона и реструктуризации высоковыгоревшего топлива
2.6. Закономерности поведения цезия в топливе реакторов ВВЭР
2.7. Влияние режимов облучения в реакторных экспериментах на структуру топлива и поведение ксенона и цезия
2.8. Исследование переноса циркония из оболочки в топливо
Выводы к главе
Глава 3. Исследование закономерностей поведения продуктов деления и компонентов топлива в твэлах реактора РБМК-1000
3.1. Характеристика топлива, твэлов и условий облучения
3.2. Закономерности накопления и распределения продуктов деления и

плутония в твэлах при штатной эксплуатации
3.3. Влияние режимов облучения на структуру топлива и распределение
продуктов деления
Выводы к главе
Глава 4. Влияние продуктов деления на состояние оболочек твэлов реакторов на быстрых нейтронах
4.1. Разработка методов и результаты внереакторного моделирования физикохимических процессов взаимодействия продуктов деления с материалами оболочек твэлов
4.2. Физико-химическое взаимодействие топлива и продуктов деления с оболочками твэлов реактора БОР
4.3. Влияние состава и структурного состояния материалов оболочек на коррозию в результате взаимодействия с продуктами деления топлива
Выводы к главе
Глава 5. Особенности поведения продуктов деления в твэлах с уран-плутониевым оксидным виброуплотненным топливом
5.1. Характеристика топлива, твэлов и условий облучения
5.2. Особенности физико-химических процессов в твэлах с уран-плутониевым виброуплотненным топливом без геттера
5.3. Закономерности распределения компонентов и продуктов деления топлива в виброуплотненных твэлах с геттером
Выводы к главе
Основные результаты и выводы
Список цитированной литературы
Список сокращений и условных наименований
АЭС - атомная электростанция,
ТВС - тепловыделяющая сборка, твэл - тепловыделяющий элемент,
реактор типа БН - реактор на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем, РФТ - рефабрикованный твэл,
Т|/2 - период полураспада,
ГПД - газообразные продукты деления,
В - выгорание,
qi - линейная тепловая мощность твзла,
А -аустенизация,
ХД - холодная деформация,
МТО - механико-термическая обработка,
О/М - кислородный коэффициент оксидного топлива

Радиус, отн. ед.

3,0
к S X 2,Ь
£ с. с. 2,0
к с; о 1,5
к со 03 1,0
О о го 2 о.ь 0,0
Радиус, отн. ед.

5 |

-; J

Радиус, отн. ед.
0,2 0,4 0,6 0,8
Радиус, отн. ед.
Рис. 2.8. Радиальное распределение плутония в твэлах реактора ВВЭР- 1000 с обогащением
4,4 % по II: выгорание 59,5 (а), 46,6 (б) МВт-сут/кг; с добавкой гадолиния, выгорание 36,5 МВт-сут/кг (в); экспериментальный твэл (типа ВВЭР-1000) реактора МИР, выгорание 46 МВт-сут/кг (г)
Основной причиной повышенного содержания плутония в поверхностном слое топливного сердечника является более высокая скорость его образования за счет резонансного захвата нейтронов ядрами 238U. В работах [22, 23] проведен расчёт радиальных профилей тепловыделения и накопления изотопов плутония в топливе U02 высокого выгорания. Так, например, в работе [23] для анализа процесса накопления плутония была проведена серия ячеечных расчетов. В расчетах использовалась трехзонная цилиндрическая модель ячейки реактора ВВЭР-1000. На рис. 2.9 представлены графики распределения по радиусу трехзонной ячейки групповых потоков различных энергетических интервалов. Результаты были получены по программе SCALE. Все представленные потоки нормированы на 1 в центре топливной ячейки.