三结构各向同性包覆燃料颗粒相衬CT图像的噪声和伪像抑制方法初探

对三结构各向同性包覆燃料颗粒相衬CT图像的噪声和伪像抑制进行了初步探索,提出了三种方法分别抑制由探测器随机噪声、非线性漂移以及灵敏度非均匀性所导致的图像噪声或伪像.对抑制噪声或伪像前后的图像质量进行了主观评价以及定量分析,结果表明,本文提出的三种方法在有效抑制上述三种类型噪声或伪像的同时仍然能够保证重建图像中不同结构间边缘的清晰度.

TRISO钍铀包覆燃料颗粒裂变气体生成规律

三结构同向性型(Tri-structural iso-tropic,TRISO)包覆燃料颗粒产生的裂变气体是影响燃料元件安全性的一个重要因素。本工作利用ORIGEN计算程序,研究了基于热堆的TRISO包覆燃料颗粒中裂变气体氙和氪的积累随中子能谱和中子通量的变化规律。计算结果表明,中子能谱、通量和运行时间均相同时,【O2包覆颗粒中氙的生成龄为氪的约7倍,ThO2包覆颗粒中氙的生成量约为氪的4.5倍。研究了ThO2包覆颗粒裂变气体饱和值与能谱的关系,结果表明,能谱越软,越易达到饱和,但能谱较软时达到的饱和值较小。通过对裂变气体积累量的计算估计了ThO2包覆颗粒因内压导致破损的寿命值。

金属基弥散微封装燃料中TRISO燃料颗粒的尺寸优化设计

弥散微封装燃料是将包覆燃料颗粒弥散在基体中形成燃料芯块或者燃料棒,是目前耐事故燃料(ATF)中最具发展潜力的燃料之一。包覆燃料颗粒为三结构同向型(TRISO)或者两结构同向型(BISO)包覆燃料颗粒,基体可以是金属也可以是陶瓷。本文用有限元分析软件ABAQUS对金属基弥散微封装燃料进行了分析计算。通过分析TRISO燃料颗粒各包覆层厚度对燃料性能的影响,提出优化改进的建议。研究结果表明,疏松热解碳层(Buffer)厚度越大,燃料颗粒发生破损失效的燃耗越高,因此设计时应考虑增加其厚度;内部致密热解碳层(IPyC)厚度越大,其自身的最大环向拉应力越大,因此设计时应降低其厚度;碳化硅(SiC)层厚度越大,其自身环向压应力越小,因此设计时应降低其厚度。本文的研究结果可为金属基弥散微封装燃料的优化设计提供指导。

TRISO包覆燃料颗粒裂变产物扩散释放特性研究

为研究三结构各向同性(TRISO)燃料颗粒裂变产物扩散释放特性,建立了辐照-热-力耦合作用下TRISO包覆燃料颗粒裂变产物Fick扩散模型,并通过IAEA CRP-6基准题进行了验证;利用所建模型对高温气冷堆典型工况下TRISO包覆燃料颗粒的性能进行了分析,同时,考虑裂变产物的反冲效应和热扩散效应,对TRISO包覆燃料颗粒不同温度及颗粒功率下裂变产物释放特性进行了分析。研究结果表明,高温会使TRISO包覆燃料颗粒裂变产物包容能力丧失,功率的提升则对裂变产物的释放影响较小。

基于等效导热系数理论模型的全陶瓷微封装燃料峰值温度预测方法

为了满足工程上对全陶瓷微封装(FCM)燃料峰值温度快速预测的需求,可以将燃料的等效导热系数代入至简化的均质导热模型中进行燃料峰值温度的反计算。本文基于前期提出的多环导热模型,从基本导热方程出发,以燃料峰值温度为守恒量,将多环模型进一步等效为均质模型,推导了FCM燃料等效导热系数计算理论模型,并将该模型与常规等效导热系数理论模型进行对比。结果表明:本文构建的理论模型可以在多环模型的基础上结合均质模型从而有效地实现对燃料峰值温度的预测。该方法所预测的峰值温度值与实际值偏差基本在3%以内,因而可适用于对含内热源FCM燃料元件峰值温度的预测。本文建立的基于等效导热系数理论模型的预测方法可实现对FCM燃料峰值温度的快速预测。