ТВЭЛ состав и характеристика

Состав:
• Оболочка
• Концевые детали
• Топливный сердечник

Назначение:
• Размещение в реакторе горючего
• В нем происходит
     • Деление ядер горючего
     • Образование нового ядерного горючего
     • Накопление продуктов реакций
• Конструкция должна обеспечивать отвод теплоты

Композиция топливного сердечника.

Металлическая:
• Используется в газо-графитовых реакторах (ГГР)
• Применение нашли два сплава:
     • U + Si + Al — повышенные механические свойства
     • U + Cr + Mo — повышенная жаропрочность
• Свойства (свойства урана):
     • Мягкий
     • Быстро окисляется
     • Подвержен ползучести
     • Охрупчивается под действием нейтронного потока
     • Взаимодействует с водой и паром (окисляется)
     • tпл = 1159 — 1167 °С
     • ρ = 18⋅103 кг/м3
     • Может находится в α, β, γ — фазах.
     • α — до 570 °C
     • β — до 680 °C
     • γ — после 680 °C
• Композиция распухает при реакциях деления – снижается глубина выгорания топлива.

Керамическая:
• Состоит из оксида урана UO2 (UO3, U4O3, U3O8) или карбида урана UC
• Свойства UO2:
     • tпл = 2800 °C
     • ρ = 10.6⋅103 кг/м3
     • При t=350-400 °C почти не взаимодействует с водой
     • Меньше подвержен распуханию – больше глубина выгорания
     • Плохо передает теплоту
λ = 2 Вт/м К, tТВЭЛ = 2000 °С.
     • Большой коэффициент расширения α = 11⋅10-6 м/К
     • Сердечник может быть спеченным (используется в России в виде таблеток) или прессованным
• Свойства UC:
     • Имеет больший λ
     • tпл = 2060 °C
     • При t>100 °C активно взаимодействует с водой

Дисперсионная:
• Представляет из себя гетерогенную смесь
     • Частицы топлива – микроТВЭЛ ∅200..1000 мкм (с оболочкой)
     • Твердый матричный материал (графит)
• Будущее за ней

Топливная композиция ВВЭР 1000 — UO2.


Оставить комментарий





Статистика

Рейтинг@Mail.ru