Стартовая >> Архив >> Генерация >> Материалы ядерных энергетических установок

Радиационное распухание оксидного топлива - Материалы ядерных энергетических установок

Оглавление
Материалы ядерных энергетических установок
Ядерная энергия и материалы
Легководный реактор LWR
Тяжеловодный реактор HWR
Реактор типа LMFBR
Перспективы использования термоядерной энергии
Радионуклидное производство энергии и ее использование
Требования, предъявляемые к выбору ядерных материалов
Свойства реакторных материалов
Анализ специфических свойств материалов при их выборе для ядерных реакторов
Выбор материалов и анализ конструкции с помощью ЭВМ
Компоненты и материалы ядерных реакторов деления
Ядерные топливные материалы
Конструкционные материалы
Материалы органов регулирования, теплоносители
Материалы защиты, системы аварийной защиты
Атомная электростанция (с реактором деления)
Фундаментальные радиационные явления в материалах
Радиационное повреждение нейтронами
Влияние облучения на реакторные материалы
Влияние облучения на физические свойства материалов
Влияние облучения на механические свойства материалов
Влияние облучения на коррозию, свелинг
Отжиг радиационных повреждений, влияние облучения на свойства при низких температурах
Металлический уран
Коррозия урана
Сплавы урана
Влияние облучения на урановое топливо
Керамический уран
Диоксид урана
Радиационное распухание оксидного топлива
Радиационная ползучесть оксидного топлива
Выделение газообразных продуктов деления из оксидного топлива
Монокарбид урана
Нитрид, силицид и сульфиды урана
Коррозия керамического урана, техника безопасности
Плутоний
Металлические сплавы плутония
Керамические соединения плутония
Смешанное керамическое уран-плутониевое топливо
Коэффициент воспроизводства, избыточный коэффициент и время удвоения плутония
Радиационные эффекты плутония
Коррозионные эффекты плутония
Меры безопасности при работе с плутонием
Торий
Свойства тория
Получение и сплавы тория
Керамические соединения тория
Радиационные и коррозионные эффекты тория
Радиоактивный распад в торий-урановом топливном цикле
Конструкционные материалы: металлы
Конструкционные материалы: бериллий и его соединения
Конструкционные материалы: магний
Конструкционные материалы: алюминий
Конструкционные материалы: цирконий
Конструкционные материалы: нержавеющая сталь и никелевые сплавы
Конструкционные материалы: керамика и керметы
Влияние облучения на конструкционные материалы
Коррозия конструкционных материалов
Материалы замедлителя и отражателя
Графит
Материал бланкета
Материал теплоносителя
Материалы систем регулирования, защиты и аварийной защиты
Защита реактора
Системы аварийной зашиты реактора и используемые в них материалы
Материалы в топливных циклах, процессах обогащения и переработки топлива
Обогащение топлива
Переработка топлива
Материалы, используемые в процессах переработки отработавшего топлива
Переработка ядерного топлива
Топливные материалы, участвующие в U-Pu-топливном цикле
Тепловыделяющие элементы
Связующий материал твэлов
Материалы, применяемые при изготовлении твэлов
Каналы для теплоносителя и системы трубопроводов
Корпуса реакторов под давлением
Радиационные эффекты при работе материалов ядерного топлива и конструкционных материалов
Коррозия и трещины материалов твэлов, коррозия каналов теплоносителя
Образование коррозионных и усталостных трещин и течей в каналах для теплоносителей, трубопроводах
Материалы радионуклидных генераторов энергии и термоядерных реакторов
Радионуклидное топливо
Материалы оболочек, материалы и теплоносители радионуклидных генераторов
Концептуальные проекты термоядерных реакторов
Компоненты и материалы термоядерных реакторов
Материалы для изготовления магнитной системы и системы безопасности термоядерных реакторов
Взаимодействие материалов с первой стенкой термоядерного реактора
Материалы первой стенки термоядерного реактора и влияние на них облучения

В § 6.7 рассматривались основные радиационные эффекты, непосредственно связанные с применением уранового топлива в ядерной технике. В данном параграфе обсуждается влияние облучения на оксидное топливо. В целом радиационная стабильность керамического топлива, включая размерную, структурную и объемную стабильность, значительно превышает радиационную стабильность металлических топлив.
Радиационный рост оказывает небольшое влияние на оксидное или керамическое топливо, поскольку оно, как правило, работает при высокой температуре. Термическое циклирование обычно приводит к растрескиванию топливных таблеток из UO2, а не к изменению их размеров. Поэтому основными радиационными эффектами, заслуживающими рассмотрения при анализе влияния облучения на оксидные или керамические топлива, остаются радиационное распухание и радиационная ползучесть.
Оксидное или керамическое топливо испытывает меньшее радиационное распухание под действием инертных газов — продуктов деления, чем металлическое топливо при той же температуре облучения (см. § 6.7). Распухание топлива и внутреннее давление, развивающееся в результате выделения в твэле летучих и газообразных продуктов деления, могут лимитировать работоспособность топлива и, в частности, выгорание. При этом необходимо учитывать, что желание эксплуатировать оксидное топливо при максимально возможной линейной мощности (для повышения теплового коэффициента полезного действия) приводит к тому, что в твэлах многих конструкций температура в центре топлива близка к температуре плавления UO2. Другими словами, при данных условиях внешнего сдерживания распухания (оболочкой) радиационное распухание зависит главным образом от выгорания и температуры топливных таблеток из UO2.

Рис. 7.12 Зависимость радиационного распухания UO2 от выгорания топлива и температуры. Несдерживаемое распухание описывается кривыми:
1 —  1250К; 2 - 1500К; 3 - 1800К; 4 —  2000К


Рис.  7.11. Сравнение зависимостей предсказанного и экспериментально найденного радиационного распухания диоксида урана от выгорания и температуры облучения
Рис. 7.13. Зависимость средней скорости несдерживаемого распухания А V/ V диоксида урана от температуры при различном выгорании (без учета интенсивной миграции пузырьков)

На рис. 7.11 сравниваются предсказанные и экспериментальные результаты по зависимости радиационного распухания топливных таблеток из UO2 от выгорания и температуры топлива 114]. Аналогичные зависимости радиационного распухания UO2 от выгорания и температуры топлива (рис. 7.12) были получены в различных лабораторных экспериментах [15]. Как видно из рис. 7.13, средние скорости несдерживаемого (без оболочек) распухания UO2 изменяются с температурой облучения различно в разных интервалах выгорания [15]. Приведенные здесь скорости распухания справедливы только для тех случаев, когда нет существенной миграции газовых пузырьков. Миграция пузырьков может снизить скорость радиационного распухания.



 
« Магнитный фильтр-сепаратор в схеме очистки производственного конденсата   Метод определения параметров тепловой изоляции паротурбинных блоков ТЭС »
электрические сети