ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ
ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы


Расширенное продолжение серии: Ядерные константы c 1971 года
ISSN 2414-1038 (online)

Авторы

Кинeв Е.А.1,2, Цыгвинцев В.А. 1

Организация

1 АО «Институт реакторных материалов», Заречный, Россия
2 Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва, Россия

Кинeв Е.А. – ведущий научный сотрудник, кандидат технических наук, АО «Институт реакторных материалов». Контакты: 624250, Заречный, Свердловская обл., п/я №29. Тел.: (34377)3-51-18; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript..
Цыгвинцев В.А. – старший научный сотрудник, АО «Институт реакторных материалов».

Аннотация

Для снижения топливной составляющей стоимости электроэнергии и конкурентоспособности с тепловыми ядерными реакторами требуется существенное увеличение выгорания топлива реакторов на быстрых нейтронах нового поколения.
В работе выполнен анализ послереакторных материаловедческих исследований структуры, пористости, параметра кристаллической решетки, давления газообразных продуктов деления оксидного уранового, оксидного уран-плутониевого и плотного уранового таблеточного топлива, облученных в спектрах быстрых нейтронов.
Выполнено сопоставление исследованных характеристик для краткосрочного (менее 1 % тяж. ат.) и максимального (~14 % тяж. ат.) выгораний.
Показано, что для исключения нежелательного термомеханического взаимодействия плотного топлива с оболочкой при высоком выгорании может потребоваться увеличение технологической пористости или наличие центрального отверстия топливных таблеток. Такой же тип взаимодействия оксидного уранового топлива при 14 % тяж. ат. существенно ослаблен из-за формирования высокопористой непрочной периферийной Rim-зоны и ползучести таблеток.
Внутритвэльное давление газообразных продуктов деления при рабочих температурах и максимальном исследованном выгорании превышает 6 МПа (окружное напряжение оболочки до 55 МПа), что может потребовать увеличения свободного объема компенсационной полости топливных элементов, предусматривающих выгорание 16-20 % тяж. ат.

Ключевые слова
диоксид урана, оксидное уран-плутониевое топливо, плотное урановое топливо, пористость, параметр кристаллической решетки, газовыделение, механическое взаимодействие топливо-оболочка, окружное напряжение оболочки

Полная версия статьи (PDF)

Список литературы

УДК 621.039.531

Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2018, выпуск 3, 3:13