Ядерное топливо

Из порошка закиси-окиси U₃O₈ спекаются таблетки, которые помещаются в твэлы. Твэлы в свою очередь собираются в тепловыделяющие сборки (ТВС). Ядерное топливо подвергается воздействию многих факторов: температуры, нейтронного облучения и продуктов деления, т.е. ионов с энергией до 100 МэВ [5].

При характеристике металлов и их соединений, применяемых в качестве ядерного топлива (²³⁵U, ²³³U, ²³⁹Pu) необходимо учитывать существование модификаций и их структуру, плотность вещества, плотность по делящемуся элементу, сечение захвата нейтронов, теплопроводность, температуру плавления. При оценке соединений следует также учитывать их совместимость с материалами оболочки твэлов и радиационную стойкость [5].

От качества оболочек твэлов во многом зависит прочность твэла и степень изоляции образующихся в реакторном процессе продуктов деления. Материал оболочки твэла должен удовлетворять следующим условиям:

– иметь малое сечение захвата нейтронов и быть радиационно–устойчивым;

– быть коррозионно- и эрозионно-стойким по отношению к теплоносителю (воде, жидким металлам или органическим продуктам);

– обладать свойствами, гарантирующими сохранность формы, размеров и герметичности;

– быть сравнительно дешевым и иметь по возможности несложную технологию обработки [5].

Кроме того, для материала оболочек твэлов необходимо, чтобы они обладали достаточно высокой теплопроводностью и допускали возможность химической переработки после облучения.

В настоящее время на практике в качестве материалов применятся алюминий, магний, цирконий, их сплавы с другими металлами и нержавеющая сталь различных марок.

В ходе эксплуатации на материалы конструкции влияют температура, теплоноситель и ионизирующее излучение, которое действует на свойства как самих материалов, так и теплоносителя. Совокупность многих идущих при этом процессов приводит к изменению параметров, характеризующих металл (прочность, текучесть, пластичность, тепловые свойства), и к коррозии [5].

Дата добавления: 2015-07-21