事故容錯(cuò)燃料（ATF）是通過提高燃料材料熱物性或包殼材料抗高溫氧化性能來加強(qiáng)核燃料的事故容錯(cuò)能力,從而使核燃料能長期忍受嚴(yán)重事故。使用二次開發(fā)適用于ATF的RELAP5程序,對UO₂-FeCrAl、FCM-FeCrAl這兩種ATF和傳統(tǒng)核燃料UO₂-Zir-4進(jìn)行大破口失水事故安全分析。對比事故分析結(jié)果可知:相較于傳統(tǒng)UO₂芯塊,穩(wěn)態(tài)運(yùn)行工況下,熱導(dǎo)率高的FCM芯塊具有更低的燃料中心溫度和更小的燃料徑向溫度梯度,同時(shí)在瞬態(tài)事故工況下,FCM芯塊具有更低的瞬態(tài)初始溫度和更小的燃料溫度增長速率。相較于傳統(tǒng)Zir-4包殼,在瞬態(tài)事故工況下,FeCrAl的包殼峰值溫度更小,達(dá)到的時(shí)間更晚,同時(shí)由于FeCrAl包殼具有良好的抗高溫氧化性能,事故過程中產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量更小。 

【文章來源】：原子能科學(xué)技術(shù). 2020,54(08)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

ATF材料的熱導(dǎo)率

ATF芯塊材料的體積比熱容如圖2所示。由圖2可見,Zir-4的體積比熱容在溫度約為1 200 K時(shí)出現(xiàn)峰值,這是因?yàn)閆ir-4在該溫度發(fā)生了相變[9]。相應(yīng)的,FeCrAl包殼在約750 K時(shí)體積比熱容也出現(xiàn)峰值。1.3 包殼材料氧化特性

1.3 包殼材料氧化特性FeCrAl包殼與傳統(tǒng)Zir-4包殼的氧化動(dòng)力學(xué)參數(shù)kp和Ea如圖3所示,參數(shù)kp和Ea可擬合為Arrhenius關(guān)系式[10-12]:


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