Tính chất của nhiên liệu và phương pháp kiểm tra bằng chiếu xạ Nhiên liệu hạt nhân

Post-Irradiation Examination (PIE) là việc nghiên cứu các vật liệu hạt nhân được sử dụng như nhiên liệu hạt nhân.Việc này có nhiều mục đích. Được biết rằng bằng cách kiểm tra sử dụng nhiên liệu chế độ thất bại xảy ra trong quá trình sử dụng bình thường (và cách thức mà trong đó các nhiên liệu sẽ hành xử trong một vụ tai nạn) có thể được nghiên cứu. Ngoài ra thông tin công đó cho phép người sử dụng nhiên liệu để đảm bảo mình về chất lượng của nó, và nó cũng hỗ trợ trong sự phát triển của nhiên liệu mới. Sau khi tai nạn nghiêm trọng cốt lõi (hoặc những gì còn lại của nó) là bình thường tùy thuộc vào các chiếc bánh để tìm hiểu những gì đã xảy ra. Một trang web nơi PIE được thực hiện là ITU là trung tâm của EU cho việc nghiên cứu vật liệu phóng xạ cao.

Các vật liệu trong một môi trường bức xạ cao (chẳng hạn như một lò phản ứng) có thể trải qua các tính chất độc đáo như swelling và leo-thermal. Nếu không có phản ứng hạt nhân trong các tài liệu (ví dụ như những gì sẽ xảy ra trong nhiên liệu), stoichiometry cũng sẽ thay đổi từ từ theo thời gian. Những hành vi có thể dẫn đến thuộc tính tài liệu mới, nứt và phân hạch khí phát hành.

Thermal conductivity of uranium dioxit độ dẫn nhiệt thấp; nó là bị ảnh hưởng bởi độ xốp và đốt cháy.Các sản phẩm phân hạch bị đốt cháy rồi tan sau đó hình thành dạng tinh thể (như đất hiếm lanthanides), sản phẩm phân hạch kết tủa như paladium, hình thành các sản phẩm phân hạch phân hạch bọt khí xenon, kryptonvà thiệt hại bức xạ của lưới.Hệ số dẫn nhiệt thấp có thể gây nóng, phần trung tâm của hạt được sử dụng trong quá trình. Kết quả độ xốp đến sự sụt giảm ở cả độ dẫn nhiệt của nhiên liệu và swelling xảy ra trong khi sử dụng.

Theo Trung tâm an toàn hạt nhân quốc tế độ dẫn nhiệt của urani điôxit có thể dự đoán các điều kiện khác nhau bởi một loạt các phương trình.

Mật độ số lượng lớn của các nhiên liệu có thể được liên quan đến độ dẫn nhiệt

Với ρ là mật độ số lượng lớn nhiên liệu và ρtd là mật độ lý thuyết của urani điôxit.

Độ dẫn nhiệt của giai đoạn xốp (Kf)sau đó là liên quan đến độ dẫn điện của giai đoạn hoàn hảo (Ko, có độ xốp) bởi phương trình sau đây. Lưu ý rằngs là một thuật ngữ cho các yếu tố hình dạng của các lỗ.

Kf = Ko(1 − p/1 + (s − 1)p)

Thay vì đo độ dẫn nhiệt bằng cách sử dụng các phương pháp truyền thống như Lees' disk, phương pháp Forbes hay của Searle’s bar, nó là phổ biến để sử dụng phân tích bằng Laser Flash nơi một đĩa nhỏ nhiên liệu được đặt trong một lò. Sau khi bị nung nóng đến nhiệt độ yêu cầu một bên của đĩa được thắp sáng bằng laser xung, thời gian cần thiết cho làn sóng nhiệt để chảy qua đĩa, mật độ của đĩa, và độ dày của đĩa có thể được dùng để tính toán và xác định việc nhiệt độ dẫn điện.

λ = ρCpα

If t1/2 is defined as the time required for the non illuminated surface to experience half its final temperature rise then.

α = 0.1388 L2/t1/2
  • L is the thickness of the disc

For details see

Tài liệu tham khảo

WikiPedia: Nhiên liệu hạt nhân http://www.friendsofbruce.ca/candubundle.htm http://www.nuclearfaq.ca/brat_fuel.htm http://www.beckman.com/literature/Bioresearch/ar-4... http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S00295... http://www.ijnsweb.com/?type=subscriber&action=art... http://www.nucleartourist.com/areas/bwr-in1.htm http://www.nucleartourist.com/systems/candu-rx.htm http://www.nucleartourist.com/systems/pwrfuel1.htm http://www.nucleartourist.com/type/candu2.htm http://www.nuc.berkeley.edu/thyd/ne161/ncabreza/sa...