Авторы
Персиянова Е.И.1, Тарасов Б.А.1, Иванов А.Ю.1, Иванов Ю.А.1, Зборовский В.Г.2, Хоружий О.В.2, Лиханский В.В.2
Организация
1 Акционерное общество «Высокотехнологический научно-исследовательский институт
неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара, Москва, Россия
2 Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», Москва, Россия
Персиянова Е.И. – научный сотрудник. Контакты: 123098, Москва, ул. Рогова, 5а. Тел.: (499) 190-89-99, доб. 80-41; e-mail:
Тарасов Б.А. – руководитель проекта, кандидат технических наук.
Иванов А.Ю. – начальник отдела.
Иванов Ю.А. – ведущий эксперт.
Зборовский В.Г. – начальник лаборатории, кандидат физико-математических наук.
Хоружий О.В. – ведущий научный сотрудник, доктор физико-математических наук.
Лиханский В.В. – начальник отдела, доктор физико-математических наук.
Аннотация
Для повышения выгорания топлива в твэлах со СНУП-топливом ядерных реакторов на быстрых нейтронах необходимо снижение факторов, определяющих механическое нагружение оболочки твэла – распухания топлива и выхода из него газовых продуктов деления (ГПД), а также увеличение времени до наступления контакта «топливо – оболочка». Очевидным способом для этого является снижение температуры топлива в процессе облучения. Теплопроводность нитридного топлива достаточно высока, так что его температура при облучении во многом определяется тепловым сопротивлением зазора между топливом и оболочкой.
В случае газового зазора существенным фактором является положительная обратная связь, связанная с выходом ГПД: выход ГПД ухудшает теплопроводность зазора, повышает температуру топлива, а с ней дополнительно повышает выход газов деления и т. д. Существенно снизить роль этого эффекта можно при использовании твэлов с жидкометаллическим подслоем (ЖМП), в которых зазор заполнен тем или иным расплавленным металлом.
Для твэлов реакторов со свинцовым теплоносителем БРЕСТ-ОД-300 и БР-1200 в настоящее время активно исследуются варианты заполнения зазора свинцом с различными легирующими элементами.
В работе представлены результаты расчетных исследований работоспособности твэлов БРЕСТ-ОД-300 и БР-1200 с гелиевым и жидкометаллическим подслоем разного состава с целью выбора геометрических размеров таблеток СНУП-топлива.
Полученные результаты необходимы для экспериментального подтверждения работоспособности твэлов со СНУП-топливом с оболочками из стали ЭП823-Ш при максимальном выгорании 12,5 % т. а. и максимальной повреждающей дозе 169 сна.
Ключевые слова
расчетные исследования, работоспособность, твэл, БРЕСТ-ОД-300, БР-1200, СНУП-топливо, ЭП823, ЭП823 ДУО, ЖМП, свинцовый теплоноситель, легирующие элементы, МВТО
УДК 621.039.54
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2024, № 3, c. 151–162