事故容错燃料安全性能初步分析

发布时间：2021-06-12 00:04

　　事故容错燃料（ATF）是通过提高燃料材料热物性或包壳材料抗高温氧化性能来加强核燃料的事故容错能力,从而使核燃料能长期忍受严重事故。使用二次开发适用于ATF的RELAP5程序,对UO₂-FeCrAl、FCM-FeCrAl这两种ATF和传统核燃料UO₂-Zir-4进行大破口失水事故安全分析。对比事故分析结果可知:相较于传统UO₂芯块,稳态运行工况下,热导率高的FCM芯块具有更低的燃料中心温度和更小的燃料径向温度梯度,同时在瞬态事故工况下,FCM芯块具有更低的瞬态初始温度和更小的燃料温度增长速率。相较于传统Zir-4包壳,在瞬态事故工况下,FeCrAl的包壳峰值温度更小,达到的时间更晚,同时由于FeCrAl包壳具有良好的抗高温氧化性能,事故过程中产生的氢气质量更小。 

【文章来源】：原子能科学技术. 2020,54(08)北大核心EICSCD

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【部分图文】：

ATF材料的热导率

ATF芯块材料的体积比热容如图2所示。由图2可见,Zir-4的体积比热容在温度约为1 200 K时出现峰值,这是因为Zir-4在该温度发生了相变[9]。相应的,FeCrAl包壳在约750 K时体积比热容也出现峰值。1.3 包壳材料氧化特性

1.3 包壳材料氧化特性FeCrAl包壳与传统Zir-4包壳的氧化动力学参数kp和Ea如图3所示,参数kp和Ea可拟合为Arrhenius关系式[10-12]:


本文编号：3225534