界面反应引起弥散型燃料的芯体结构演化

在反应堆运行工况下 ,U3Si2 Al弥散型燃料的燃料颗粒与基体的界面相互扩散形成反应层 ,从而导致芯体结构的演化。本文根据Monte Carlo原理建立了弥散型燃料芯体的模拟方法 ,并用该方法模拟了燃料相体积分数为43 %和具有一定尺寸分布的球形燃料颗粒在芯体中的空间随机排列。根据所模拟的13551个颗粒样本 ,计算了反应层厚度从0到16μm变化时引起的芯体结构演化 ,其中包括U3Si2 燃料相体积分数、反应层体积分数、铝基体体积分数。

燃耗深度对U_3Si_2-Al弥散型燃料元件芯体中气孔的影响研究

辐照过程中,燃料颗粒内部会产生裂变气体形成气孔,将对其热/力学性能造成显著影响。采用带屏蔽的金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对辐照后U_3Si_2-Al弥散型燃料中U_3Si_2燃料颗粒的显微组织进行了观察,统计分析了燃料颗粒内气孔的形貌、尺寸及分布,获得气孔平均尺寸及孔隙率随燃耗深度的变化规律。结果表明,裂变密度在2.34×10^(27)~3.74×10^(27)m^(-3)范围内时,U_3Si_2-Al燃料颗粒中的裂变气体气孔的形貌未发生较大改变,均呈球状。而裂变气体气孔平均尺寸以及孔隙率均随着裂变密度的增加而增大,存在两个阶段:裂变密度在2.34×10^(27)~3.19×10^(27)m^(-3)范围内,稳态增长;裂变密度在3.19×10^(27)~3.74×10^(27)m^(-3)范围内,加速增长。

U_3Si_2-Al燃料肿胀特性研究

基于扩散动力学建立了辐照条件下U_3Si_2-Al反应层生长模型和燃料肿胀模型,并结合中国工程试验堆(CENTER)燃料辐照试验数据,验证了上述模型的有效性和适用性。结果表明,反应层生长模型与现有辐照后测量数据的符合程度较好,可用于U_3Si_2-Al弥散燃料肿胀特性计算;燃料肿胀模型对于预测CENTER燃料元件的肿胀率具有保守性。

中国核动力研究设计院研究堆燃料元件的发展现状

文章介绍中国核动力研究设计院(NPIC)紧跟国际原子能机构(IAEA)确认的防止核扩散、降低研究和试验反应堆用燃料富集度研究计划(RERTR)的进展,在研究堆低浓铀燃料元件开发研究方面进行的一系列工作,描述了NPIC的U3Si2Al燃料元件研究及生产现状和在新开发的UMo合金燃料研究方面的最新进展。

中国先进研究堆燃料组件设计及试验进展

燃料组件是中国先进研究堆(CARR)的核心部件,燃料组件设计成平板型,使用低浓铀U_3Si_2-Al弥散体燃料。经多项堆内外验证试验证明:在设计要求条件下,燃料组件结构稳定,使用安全。