Сборник тезисов докладов X Международной молодежной научной конференции

Полярное сияние 2007

Ядерное будущее: безопасность, экономика и право

Содержание сборника

Секция «Безопасность реакторов и установок ЯТЦ»

Все доклады секции


КОМПЛЕКС ИССЛЕДОВАНИЙ ТВЭЛОВ РЕАКТОРА СМ ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ПАРАМЕТРАХ

Стриженок М.Н.,Чечеткина З.И., Яковлев В.В.

ФГУП «ГНЦ РФ НИИАР»

Исследование радиационной стойкости твэлов реактора СМ с повышенной на 20% загрузкой ядерного топлива (с 5 до 6г урана-235) проведено с целью обоснования их работоспособности и безопасной эксплуатации. Работы проводились с целью модернизации активной зоны реактора СМ. Для моделирования эксплуатационных условий работы твэлов при петлевых испытаниях были изготовлены две экспериментальные ТВС (№ 1 и № 2). За время облучения в ЭТВС № 1 среднее выгорание составило 48,76%, максимальная расчетная температура топливного сердечника не превышала 4410С. ЭТВС-2 испытана с плотностью потока тепла на поверхности до 15 МВт/м и выгоранием до 50%, максимальная температура 5820С.

Исследования проводились методами количественной металлографии, сканирующей электронной микроскопии и рентгеновского микроанализа. Характеристики твэлов, по которым оценивалось их состояние, включали целостность оболочки и матрицы, характерные размеры поперечного сечения, взаимодействие топливных частиц и матрицы, зарождение и рост пор в топливных частицах и в контактных зонах «топливная частица – матрица», выход газообразных продуктов деления в матрицу и под оболочку твэлов, влияние нейтронно-физических и теплофизических параметров на распухание твэлов.

Определена связь между параметрами испытаний и изменением свойств твэлов. Выявлены закономерности в изменениях макро- и микроструктуры твэлов, в зарождении, росте и распределении пор. Определены закономерности радиального, высотного и локального распухания твэлов в зависимости от нейтронно-физических и тепло-физических характеристик – накопления продуктов деления, плотности деления, плотности теплового потока. Зависимости позволяют оценивать распухание твэлов на различных стадиях испытаний и при различных теплофизических параметрах, выбирать предельные значения параметров с учетом распухания твэлов и технических возможностей.