Download
1 / 9
90 likes | 302 Views
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ». Использование добавок для топлива ядерных реакторов - обзор. Автор : Иван Сальдиков Научный руководитель : Г.В.Тихомиров, к.ф.-м.н., доцент. Введение.
E N D
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» Использование добавок для топлива ядерных реакторов - обзор Автор: Иван Сальдиков Научный руководитель: Г.В.Тихомиров, к.ф.-м.н., доцент
Введение Цель обзора: анализ работ по использованию добавок, которые улучшают свойства керамического ядерного топлива. Цели использования добавок: • Повышение глубины выгорания; • Повышение эффективности топливоиспользования; • Уменьшение выхода ГПД под оболочку; • Уменьшение взаимодействия топлива и оболочки; • Уменьшение выхода топлива при разрушении (разгерметизации) твэла; • Повышение топливной надежности; • Повышение устойчивости топлива в случае дефектных твэлов и уменьшение негативных последствий (выхода продуктов деления) при загрязнении теплоносителя LWR.
Критерии выбора добавок • Физические свойства: • Теплопроводность; • Размер зерна; • Твёрдость; • и др. Нейтронно-физические свойства; Технологическая возможность создания таблетки с такой добавкой (таких добавок); Экономическая целесообразность использования добавки.
Выгорающие поглотители эрбий (Er) и гадолиний (Gd) • Повышение глубины выгорания. • Преодоление «5%-го барьера» (МАГАТЭ) Коэффициент размножения Источник: M. Yamasaki, H. Unesaki, A. Yamamoto, T. Takeda, M. Mori. Current Status of the Development Project on Erbia Credit Super High Burnup Fuel. Advanced Fuel Pellet Materials and Fuel Rod Design for Water Cooled Reactors. IAEA-TECDOC-1654, 2010 Выгорание, ГВт*сут/т
Al, Cr (1) Al-Si-Fe-O, Al-Si-O, Al2O3+Cr2O3 Выход Xe, % Радиус, отн. ед. Источники: • F. N. Kryukov, S. V. Kuz’min,G. D. Lyadov, O. N. Nikitin,V. P. Smirnov.Investigation of fuel structureandcomposition after irradiation inVVÉR-440 to burnup 70 MW·days/kg. Atomic Energy, Vol. 101, No. 4, 2006 • K. Backman, L. Hallstadius, G. Rönnberg.Westinghouse Advanced Doped Pellet — Characteristics andIrradiation Behaviour. Advanced Fuel Pellet Materials and Fuel Rod Design for Water Cooled Reactors. IAEA-TECDOC-1654, 2010
Al, Cr (2) Al-Si-Fe-O, Al-Si-O, Al2O3+Cr2O3 • Уменьшение выхода ГПД под оболочку; Источник: • K. Backman, L. Hallstadius, G. Rönnberg.Westinghouse Advanced Doped Pellet — Characteristics andIrradiation Behaviour. Advanced Fuel Pellet Materials and Fuel Rod Design for Water Cooled Reactors. IAEA-TECDOC-1654, 2010 • Повышение устойчивости топлива в случае дефектных твэлов и снижение негативных последствий для загрязнения теплоносителя LWR; • Уменьшение выхода топлива при разрушении (разгерметизации) твэла.
TiO2, SnO2 • Повышение теплопроводности (уменьшение Tц) ___ UO2 ___ UO2 + 0.1%SnO2 ___ UO2 + 0.05%TiO2 _ _ _ UO2 + 0.1%Er2O3 • Микротвёрдость, кгс/мм2: UO2: 730 UO2 + 0.1%SnO2: 900 UO2 + 0.05%TiO2 : 430 Источник: • Курина И.С., Попов В.В., Румянцев В.Н.Исследование свойств модифицированного диоксида урана. Aатомная энергия, Т. 101, вып. 4, 2006
Вопросы • Какие добавки улучшают свойства топлива (дальнейший поиск)? • Не ухудшают ли рассмотренные добавки различные свойства топлива? • Целесообразно ли (экономически) вводить в производство найденные добавки? • Влияет ли размер гранул порошка добавки на свойства топлива (микро- и нано- размеры)?
