مطالعه‌ی عوامل مؤثر در افزایش عمر و بازده‌ی تولید انرژی قرص سوخت هسته‌ای UO2

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده ی مواد، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، سازمان انرژی اتمی ایران،

2 پژوهشکده‌ی مواد، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران

3 پژوهشکده‌ی مواد، پزوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای

4 شرکت سوخت رآکتورهای هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران

چکیده

هنگامی­که قرص سوخت هسته­‌ای درون غلاف و رآکتور قرار می‌­گیرد، برخی از اتم­‌های اورانیم شروع به شکافت هسته­‌ای می­‌کنند. در نتیجه تعداد اتم­‌های حاصل بیش­تر از اتم‌­های شکافته شده م‌ی­شود. محصولات جامد تولید شده مشکل زیادی ایجاد نمی­‌کنند، اما محصولات گازی ضمن تورم قرص به فضای خالی بین قرص- غلاف نیز منتقل می­‌شوند. این رفتار موجب تخریب غلاف و کاهش ایمنی رآکتور می‌­شود. بنابراین بهتر است قبل از شروع واقعه، غلاف را از رآکتور بیرون آورد. برای بازده­‌ی مناسب تلاش می­‌کنند مدت زمان استفاده از قرص را افزایش داده و حداکثر انرژی را از قرص بگیرند. به همین منظور، مشکلات و موانع آن را شناسایی کرده و با انجام اصلاحاتی، کارآیی قرص سوخت هسته‌­ای را افزایش داده­‌اند. این پژوهش، مروری بر فعالیت­‌های انجام شده در دنیا در زمینه­‌ی شناخت مشکلات و موانع و راه­کارهای ارائه شده برای اصلاح رفتار قرص سوخت هسته‌­ای است. نتایج این بررسی نشان می‌­دهد که از مهم­‌ترین ویژگی‌­های مؤثر در افزایش عمر و بازده‌­ی تولید انرژی قرص سوخت هسته‌­ای، بزرگی اندازه­‌ی دانه همراه با تخلخل­‌های بین­‌دانه­‌ای با اندازه­‌ی کنترل شده و خواص خزشی و هدایت حرارتی مناسب آن­‌ها هستند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study on the Effective Parameters for Increasing the Life Time and Efficiency of UO2 Fuel Pellets

نویسندگان [English]

  • R.A Rahimi 1
  • M Iravani 2
  • M Mohammadifar 3
  • M Farahmand 4
چکیده [English]

Nuclear fission of uranium atoms starts when a nuclear pellet is placed into the rod and then inside the nuclear reactor. Thus, the number of the produced atoms would be more than those of fission uranium atoms. No problem exists with solid products, but the gas products following the swelling of the pellets enter the gap between the pellet and rod. This causes destruction of the rod and the reactor safety reduction. It is better to exit the rod from the reactor before the event. Attempts are made to increase the life time and the generated energy with nuclear pellets to achieve higher efficiency. For this purpose, after the identification of the obstacles, the efficiency of the nuclear fuel pellets is increased by some modifications. This work is a review of the world activities to identify the obstacles and solutions provided for modifying the nuclear fuel pellets. The results demonstrate that the most important features of a nuclear fuel influence on the life time and efficiency of UO2 feul pellets are the largeness of grains along with intergranular porosities with controlled size, good creep and thermal conductivity properties.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fuel pellet
  • Efficiency
  • Largeness of grains