多物理场耦合TRISO颗粒堆内行为研究

摘要：

三向同性燃料(TRISO)颗粒是高温气冷堆元件和弥散微封装燃料最核心的组成部分,在反应堆运行过程中,TRISO颗粒在辐照-热-力多物理场的作用下发生变形、产生温度梯度及颗粒内部裂变产物扩散等行为,为研究TRISO颗粒在高温气冷堆环境下的堆内行为,本文通过设置边界条件,定义燃料材料物性模型,建立了辐照-热-力耦合作用下TRISO颗粒的多物理场计算方法,应用三维有限元平台对TRISO颗粒的堆内行为进行分析.结果表明,TRISO颗粒核芯温度随核芯功率增大而增大,但相应的温度梯度绝对值变化较小;颗粒中疏松热解碳层(Buffer层)与内致密热解碳(IPyC)层产生间隙,且寿期末间隙尺寸随核芯功率增大而降低:TRISO颗粒中IPyC层受到较大拉应力,而SiC层只有在较高的核芯功率下,才会受到拉应力,且最大拉应力随核芯功率增大而增大,这导致高核芯功率下SiC层的失效概率达到2.2×10-6.SiC层对110Ag、90Sr、137Cs等裂变产物具有优良的包容能力,在寿期末,SiC层以外几乎不存在裂变产物,这验证了 TRISO颗粒在堆内的安全性能.

关键词：TRISO颗粒、堆内行为、裂变产物分布、辐照变形

所属期刊栏目：56

分类号：TL334(核反应堆工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;中核集团青年英才项目

在线出版日期：2022-11-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：100-108