Развитие моделей поведения ядерного топлива в условиях повышенного выгорания, переходных режимов и при пенальном контроле герметичности оболочек твэлов

• Автор: Зборовский, Вадим Гарольдович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Троицк
• Количество страниц: 144 с. : ил.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АЭС Атомная электростанция

ВВЭР Водно-водяной энергетический реактор

Твэл Тепловыделяющий элемент

ТВС Тепловыделяющая сборка

КТО Контроль герметичности оболочек (твэлов)

ГПД Газовые продукты деления

СМА Собственный междоузельный атом

СОДС Система обнаружения дефектных сборок

ОДУ Обыкновенное дифференциальное уравнение

ppm parts per million, миллионная доля

ЕРМА Electron-probe microanalysis, электроннозондовый
микроанализ
TVD Total variation diminishing, с уменьшением полной вариации
(свойство разностных схем)

ОГЛАВЛЕНИЕ
Общая характеристика работы
Глава 1. Обзор основных физических явлений в ядерном топливе при повышенных выгораниях, переходных режимах и в условиях пенального КГО
1.1. Формирование рим-структуры в облучаемом и02-топливе
1.2. Модели поведения точечных дефектов в облучаемом 1Ю2
1.3. Модели поведения газовых продуктов деления в 1Ю2-топливе
1.4. Модели роста зерна при облучении 1Ю2-топлива в условиях переходных режимов
1.5. Модели дрейфа газовых пузырьков в градиенте температуры
1.6. Основные физические модели процессов в твэле при пенальном КГО на остановленном реакторе
Глава 2. Моделирование пороговых условий для формирования рим-структуры
2.1. Аналитическое исследование неустойчивости Киношита
2.2. Моделирование поведения точечных дефектов вблизи дислокации
2.3. Самосогласованное моделирование точечных дефектов и атомов ГПД вблизи дислокации
2.4. Численные методы для моделирования кинетики точечных дефектов и атомов ГПД вблизи дислокации
2.5. Численная реализация модели поведения точечных дефектов и ГПД вблизи дислокации
2.6. Выводы к главе
Глава 3. Моделирование выхода газовых продуктов деления и микроструктур-ных изменений при облучении топлива в условиях переходных режимов
3.1. Модель роста зерна во внутриреакторных условиях для топлива с крупным начальным зерном и легирующими добавками
3.2. Верификация моделей роста зерна на экспериментах ШвиЗ и НВЕР
3.3. Модели ускоренного выхода ГПД в условиях переходных режимов
3.4. Верификация моделей выхода ГПД в переходных режимах
3.5. Выводы к главе
Глава 4. Моделирование выноса активности из дефектного твэла при контроле
герметичности оболочек на остановленном реакторе кодом РТОП-КГО
4.1. Физические модели кода РТОП-КГО
4.2. Численные схемы, реализованные в коде РТОП-КГО
4.3. Валидация и верификация кода РТОП-КГО
4.4. Выводы к главе
Заключение
Список литературы

ментальных наблюдений и предсказаний [104], а именно, рост зерна полностью подавляется. Во-вторых, быстрый рост зерен наблюдался и в ходе внереактор-ного отжига сильно выгоревшего топлива при наличии большого количества межзеренных пузырьков [108,109].
Отсюда можно заключить, что тормозящее воздействие, прежде всего, оказывает сам факт облучения. Для снятия рассмотренных противоречий была разработана модель [110,111], согласно которой рост зерен ограничивается аналогичными включениям разупорядоченными областями кристаллической матрицы вблизи границы зерна. Разупорядоченные области образуются при взаимодействии с осколками деления, затем отжигаются в соответствии с диффузионным механизмом. На основе данных физических представлений в [110,111] построена корреляция для роста зерна следующего вида:
где К и ал выбраны согласно корреляции (1.16) из работы [103]. Член, отвечающий за дополнительное радиационное торможение роста зерна, равен
Здесь F0=50 MBt/tU=1.5-1013 дел/см3 и Го =1400 К - характерные значения скорости деления и температуры, выбранные для обезразмеривания, а параметры модели А и Е были найдены на основании существующих экспериментов: А = 326.5 мкм и Е = 5620 К. В корреляциях (1.16)-( 1.18) в качестве размера зерна используется размер, измеренный по сечениям (mean linear intercept, mli), который меньше истинного трехмерного диаметра зерна на множитель около
Полученная в [110,111] зависимость (1.18) для скорости роста зерна позволяет описать как отжиговые (при отсутствии облучения она совпадает с зависимостью [7]), так и внутриреакторные эксперименты [105,106] при исход-
Vй аАТ) a„(T,F)y
(1.18)
air = Лехр(-Е/Т).
[80,112].