ПЕРСПЕКТИВНОЕ МИКРОКАПСУЛЬНОЕ ТОПЛИВО С ЗАЩИТНОЙ ОБОЛОЧКОЙ ИЗ КАРБИДА КРЕМНИЯ

А. В. Белеевский, И. Е. Голубев, Е. В. Клюкин, З. Ш. Никурадзе, К. А. Поздняков, М. В. Юдин

Аннотация


Одним из перспективных направлений в создании топлива повышенной безопасности нового поколения является разработка полностью керамического топлива микрокапсульного типа. Подобное топливо хорошо зарекомендовало себя в высокотемпературных газоохлаждаемых реакторах. Топливные микрокапсулы (микротвэлы) представляют собой микросферы диаметром 200—700 мкм из топливного материала, на которые нанесено многослойное керамическое покрытие.Стандартное четырехслойное покрытие, используемое в реакторах ВТГР, состоит из трех слоев пиролитического углерода и слоя из карбида кремния. Разработанная в АО «ВНИИНМ» технология изготовления защитных покрытий, состоящих только из карбида кремния, позволяет повысить радиационную и термическую стойкость покрытий и соответственно ресурс топлива.Расчетные оценки подтвердили основные преимущества микрокапсульного топлива с покрытием из карбида кремния по сравнению с традиционными. Использование таких микротвэлов открывает возможности по разработке твэлов, способных удерживать продукты деления как при нормальных условиях эксплуатации, так и в проектных и запроектных авариях. Рассмотрены варианты конструкций стержневых твэлов повышенной безопасности для реакторов с водяным охлаждением на основе микрокапсульного топлива с покрытиями из карбида кремния и оболочкой из композита типа SiC—SiC. Рис. 5, список лит. 14 назв.

Полный текст:

PDF

Литература


Fuel Performance And Fission Product Behaviour in Gas Cooled Reactors. IAEA-TECDOC-978. Vienna: IAEA, 1997.

High Temperature Gas Cooled Reactor Fuels and Materials. TECDOC-1645. Vienna: IAEA, 2010.

Status of Minor Actinide Fuel Development. IAEA Nuclear Energy Ser. № NF-T-4.6. Vienna: IAEA, 2009.

Голубев И.Е., Курбаков С.М., Черников А.С. Расчетно-экспериментальные исследования пироуглеродных и карбидокремниевых барьеров микротвэлов ВТГР. — Атомная энергия, 2008, т. 105, вып. 1, с. 14—25.

Белеевский А.В., Голубев И.Е., Морозов Н.В. и др. Микротвэл ядерного реактора. Патент № 2603018. — Бюл. «Изобретения. Полезные модели», 2016, № 32.

Белеевский А.В., Голубев И.Е., Морозов Н.В., Перцев А.А. Способ изготовления микротвэлов ядерного реактора. Патент № 2603020. — Там же.

Advances in High-Temperature Gas-Cooled Reactor Fuel Technology. TECDOC-1674. Vienna: IAEA, 2012.

Пономарев-Степной Н.Н., Кухаркин Н.Е., Гребенник В.Н. и др. Перспективы применения микротвэлов в ВВЭР. — Атомная энергия, 1999, т. 86, вып. 6, с. 443—449.

Гришанин Е.И., Момот Г.В., Филиппов Г.А. и др. Исследование коррозионной стойкости оболочек микротвэлов из карбида кремния и PyC применительно к условиям работы легководных реакторов АЭС. — Там

же, 2006, т. 101, вып. 4, с. 270—278.

Трубачев В.М., Филиппов Г.А., Фальковский Л.Н. и др. Экспериментальное исследование работоспособности защитных оболочек микротвэлов применительно к условиям тяжелых аварий легководных реакторов. —Там же, 2007, т. 103, вып. 5, с. 302—309.

Филиппов Г.А., Гришанин Е.И., Трубачев В.М. и др. Исследование коррозионной стойкости и повреждаемости (целостности) оболочек микротвэлов из карбида кремния и пироуглерода в среде водяного теплоносителя сверхкритического давления. — Вопросы атомной науки и техники. Сер. Обеспечение безопасности АЭС, 2011, № 30, с. 111—121.

Гришанин Е.И., Кухаркин Н.Е. Инновация с микротвэлами. — Журн. Росэнергоатома, 2009, № 9, с. 30—36.

Макаров Ф., Пономаренко А., Захаров Р. и др. Создание труб-оболочек твэлов из композиционных материалов на основе карбида кремния. — Наноиндустрия, 2017, вып. № 3, с. 60—67.

Fully Ceramic Microencapsulated (FCM) Replacement Fuel for LWRs. ORNL/TM-2013/173 KAERI/TR-5136/2013.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.