UN-U3Si2复合燃料的多尺度蠕变行为研究

摘要：

UN-U3Si2复合燃料在未来先进耐事故燃料元件中具有良好的发展前景,其堆内运行所产生的辐照蠕变及热蠕变对元件的辐照热力耦合行为及安全性会产生重要影响.基于文献中的宏观蠕变实验结果,分别针对UN和U3Si2多晶燃料主控的蠕变机制进行分析,通过拟合得到考虑空位扩散和位错运动机制的蠕变率模型,该模型的预测结果与实验结果吻合很好,证明了模型的合理性;基于均匀化理论建立了去除辐照肿胀效应后UN-U3Si2复合燃料宏观蠕变与各组分贡献的关联模型.基于文献上的复合燃料金相结构图,发展了随机建模方法,对UN-U3Si2复合燃料(20％U3Si2)辐照条件下单轴拉伸蠕变实验进行了数值模拟,获得了组分材料对复合燃料宏观等效蠕变所产生的贡献,并分析了蠕变机制.分析结果表明:UN和U3Si2存在的辐照肿胀差异,导致复合燃料内部产生了强烈的力学相互作用;在裂变密度达到4.32×1027 fissions·m?3时,颗粒与基体相界面处的最大von Mises应力约为外部施加的均布拉力的6倍,但由于存在低应力区,两种材料的辐照肿胀对复合燃料宏观等效蠕变应变的影响可以忽略不计.

关键词：UN-U3Si2、蠕变机制、辐照肿胀、均匀化理论、宏观等效蠕变

所属期刊栏目：45

分类号：TB321(工程材料学)

资助基金：国家重点研发计划;国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-01-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：57-64