Разработка алгоритмов количественного анализа изображений при исследовании двуокиси урана и оболочек облученных твэлов ВВЭР

• Автор: Звир, Елена Аркадьевна
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Димитровград
• Количество страниц: 97 с. : ил.

Содержание

Общая характеристика работы

1. Обзор методов и задач количественной обработки изображений

при исследовании топлива и оболочек твэлов. Литобзор .

2. Метод количественной обработки оцифрованных изображений.

2.1. Определение параметров зрен диоксида урана методом

количественной обработки изображений

2.2. Количественная обработка изображений с целью определения

параметров пор

2.2.1. Идентификация границ сечений пор на оцифрованном изображении.

2.2.2. Восстановление функции плотности распределения сечений пор

по диаметру. Вычисление дифференциальной функции пористости
2.2.3. Погрешности определения параметров пористости
2.3. Метод определения параметров формоизменения твэлов по результатам количественной обработки изображений их поперечных сечений. .
2.3.1. Алгоритм построения средней линии сечения
2.3.2. Определение толщины сечения оболочки.
2.3.3. Определение радиуса кривизны средней линии сечения оболочки
3. Применение разработанных методов для исследования топлива и оболочек твэлов ВВЭР в штатных, переходных и аварийных режимах
3.1. Результаты измерения параметров зерен топлива ВВЭР
3.1.1. Параметры зерен необлученных таблеток
3.1.2. Параметры зерен топлива после штатных режимов эксплуатации
3.2. Исследование пористости топливного сердечника твэлов ВВЭР0 .
3.3. Исследование микроструктуры топлива ВВЭР0 с выгоранием и МВтсуткги после ступенчатого увеличения мощности
от 0 до 6 Втсм
3.4. Определение параметров деформированного состояния оболочек твэлов
3.5. Измерение аксиального массолереноса материалов ТВС после тяжелой аварии по оцифрованным изображениям поперечных сечений сборки
3.5.1. Выбор объектов измерений на образцах.
3.5.2. Измерение площади блокировки протока теплоносителя.
3.5.3. Распределение двуокиси циркония и окисление
оболочек по длине сборки.
3.5.4. Растворение топливных таблеток.
3.5.5. Перераспределение расплава материала сборки
Список литературы


В этих лабораториях были разработаны первые гипотезы и теории поведения UO2 под облучением. Многие изменяющиеся в процессе эксплуатации параметры топлива могут быть получены с использованием метода количественной обработки изображений. Основной целью исследования поведения твэлов и ТВС в условиях тяжелых аварий с потерей теплоносителя является получение необходимого набора кинетических параметров, позволяющих описать основные физико-химические процессы, происходящие при разрушении твэлов и влияющие на динамику разрушения активной зоны реакторов. Научная новизна. Определены количественные характеристики зерен топлива UO2 в диапазоне выгораний 0- МВт сут/кг U: средний эффективный диаметр зерна, номер размера зерна по ASTM, распределения зерен по диаметру, неравноосности и ориентации сечений. Измерены параметры пор топливного сердечника твэлов ВВЭР-0 в интервале выгораний - МВтсут/кги. Проведено количественное описание микроструктуры топлива ВВЭР-0 с выгоранием и МВт сут/кги, испытанного в режиме ступенчатого увеличения мощности от 0 до 6 Вт/см. Измерены: окружная деформация, толщина стенки и кривизна поверхности оболочек твэлов ВВЭР, испытанных на разрыв под действием внутреннего давления. Ю2. Практическая ценность. Применение разработанных методов количественного анализа изображений позволило получить новые количественные характеристики, описывающие поведение топлива и оболочек твэлов ВВЭР в штатных, переходных и аварийных режимах. Полученные результаты использованы для обоснования возможности повышения выгорания топлива ВВЭР при штатной эксплуатации и разработки критериев его безопасности в аварийных режимах. Полученные количественные характеристики микроструктуры облученного топлива и дополняют накопленный банк данных по свойствам топлива ВВЭР и используются при верификации соответствующих расчетных кодов. Получена база данных по формоизменению оболочек ВВЭР из сплава 2! МЬ от температуры и скорости деформации на участке разрыва при нагружении. С []. Полученные результаты позволяют провести верификацию расчетных программ, моделирующих поведение твэлов в аварийных режимах. Результаты исследований по проблеме КОРА/ВВЭР использованы при проведении международной Стандартной проблемы 1ЭР- [], в результате которой была доказана возможность использования интегральных кодов, разработанных для реакторов РУУЯ, применительно к поведению активной зоны ВВЭР в условиях аварии с тяжелым повреждением топлива. Результаты по исследованию сборки КОРА/ВВЭР-2 использованы для усовершенствования аналитических моделей высокотемпературного поведения материалов. Динны й_вкдад-авто ра. ТВС ВВЭР-, испытанных в условиях тяжелой аварии. Личный вклад автора в получении основных результатов представленной к защите работы является определяющим. Цель работы и задачи исследований. Целью данной работы являлась разработка методов и алгоритмов количественного анализа изображений, полученных на оптическом микроскопе, и изучение с применением разработанных методов: микроструктуры топливных таблеток после эксплуатации в стационарных и переходных режимах, деформации оболочек твэлов при моделировании аварий, поведения активной зоны ВВЭР в условиях запроектной аварии с тяжелым повреждением топлива. ТВС ВВЭР-, испытанной в условиях тяжелой аварии с плавлением элементов констркции сборки. Результаты измерений количественных характеристик зерен топлива 1Ю2 в диапазоне выгораний 0- МВт сут/кг и. Результаты исследования пористости в Р1т-слое топливного сердечника твэлов ВВЭР-0 в интервале выгораний - МВт-сут/кги. Результаты исследований температурной зависимости деформации оболочек твэлов ВВЭР, разрушенных внутренним давлением. Результаты исследований модельной сборки КОРА/ВВЭР-2, испытанной в условиях тяжелой аварии с потерей теплоносителя, полученные с помощью метода количественной обработки изображений. Структура и объем диссертации! Апробация работы. Международной конференции Ядерного Общества России (Ульяновск-Димитровград, сентябрь г. КНТС по реакторному материаловедению. Димитровград, г, г, г [], [].