Термодинамічні аспекти поведінки негерметичного твела під час роботи реакторної установки на потужності

Q2 Energy

Nuclear and Radiation Safety Pub Date : 2024-03-18 DOI:10.32918/nrs.2024.1(101).07

V. Bogorad, O. Slepchenko, R. Chanyshev, T. Lytvynska, D. Bielykh, V. Poludnenko

{"title":"Термодинамічні аспекти поведінки негерметичного твела під час роботи реакторної установки на потужності","authors":"V. Bogorad, O. Slepchenko, R. Chanyshev, T. Lytvynska, D. Bielykh, V. Poludnenko","doi":"10.32918/nrs.2024.1(101).07","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Проблема експлуатації паливних збірок з негерметичними твелами полягає в тому, що під час маневрування потужністю спостерігається швидке зростання активності деяких газоподібних радіонуклідів у теплоносії. Причому таке зростання спостерігається як під час зростання потужності, так і за її зниження. Зростання активності деяких газоподібних радіонуклідів у теплоносії під час зростання потужності пояснюється зростанням температури під оболонкою твелів, яке спричиняє зростання тиску і, як наслідок, викид частини газового зазору в теплоносій. Зростання активності газоподібних радіонуклідів у теплоносії під час зниження потужності прийнято називати «спайк-ефектом». У наявній на сьогодні науковій літературі є деякі тлумачення такого явища, які пов’язують «спайк-ефект» як зі зниженням тиску в теплоносії, так і з розкриттям пор на поверхні палива внаслідок появи деформації самих таблеток. \nЗ огляду на те, що маневрування потужністю стає фактично регламентною операцією, а додатковий радіаційний вплив, пов'язаний з маневруванням у разі знаходження в активній зоні негерметичних твелів, достеменно не вивчено, причини і сутність «спайк-ефекту» отримали нову актуальність. Тому автори статті повернулись до розгляду цього явища. У статті пропонується пояснення «спайк-ефекту» з позиції термодинаміки на підставі дуже спрощеного, водночас зрозумілого якісного аналізу основних термодинамічних процесів, які відбуваються в ядерному паливі (твелі) під час зниження потужності реакторної установки.","PeriodicalId":38519,"journal":{"name":"Nuclear and Radiation Safety","volume":"11 11","pages":""},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2024-03-18","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Nuclear and Radiation Safety","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.32918/nrs.2024.1(101).07","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"Q2","JCRName":"Energy","Score":null,"Total":0}

引用次数: 0

Abstract

Проблема експлуатації паливних збірок з негерметичними твелами полягає в тому, що під час маневрування потужністю спостерігається швидке зростання активності деяких газоподібних радіонуклідів у теплоносії. Причому таке зростання спостерігається як під час зростання потужності, так і за її зниження. Зростання активності деяких газоподібних радіонуклідів у теплоносії під час зростання потужності пояснюється зростанням температури під оболонкою твелів, яке спричиняє зростання тиску і, як наслідок, викид частини газового зазору в теплоносій. Зростання активності газоподібних радіонуклідів у теплоносії під час зниження потужності прийнято називати «спайк-ефектом». У наявній на сьогодні науковій літературі є деякі тлумачення такого явища, які пов’язують «спайк-ефект» як зі зниженням тиску в теплоносії, так і з розкриттям пор на поверхні палива внаслідок появи деформації самих таблеток. З огляду на те, що маневрування потужністю стає фактично регламентною операцією, а додатковий радіаційний вплив, пов'язаний з маневруванням у разі знаходження в активній зоні негерметичних твелів, достеменно не вивчено, причини і сутність «спайк-ефекту» отримали нову актуальність. Тому автори статті повернулись до розгляду цього явища. У статті пропонується пояснення «спайк-ефекту» з позиції термодинаміки на підставі дуже спрощеного, водночас зрозумілого якісного аналізу основних термодинамічних процесів, які відбуваються в ядерному паливі (твелі) під час зниження потужності реакторної установки.

查看原文本刊更多论文

反应堆机组功率运行期间泄漏燃料棒行为的热力学问题

燃料元件泄漏的燃料组件的运行问题是，在功率操纵期间，冷却剂中某些气态放射性核素的放射性活度会迅速增加。这种增加在功率上升和功率下降时都会出现。功率升高时冷却剂中某些气态放射性核素活度增加的原因是燃料元件包层下的温度升高，导致压力增加，从而使部分气隙释放到冷却剂中。功率下降时冷却剂中气态放射性核素活度的增加通常被称为 "尖峰效应"。目前的科学文献中对这一现象有一些解释，认为 "尖峰效应 "与冷却剂中的压力降低以及燃料颗粒本身变形导致燃料表面孔隙打开有关。鉴于动力分流正在成为一种常规操作，而在堆芯燃料棒泄漏的情况下，与分流相关的额外辐射影响尚未得到深入研究，"尖峰效应 "的原因和性质又有了新的意义。因此，文章的作者再次对这一现象进行了研究。文章对反应堆功率下降期间核燃料（燃料棒）中发生的主要热力学过程进行了非常简化但易于理解的定性分析，并在此基础上对 "尖峰效应 "做出了热力学解释。

本文章由计算机程序翻译，如有差异，请以英文原文为准。

求助全文

约1分钟内获得全文求助全文

来源期刊

Nuclear and Radiation Safety Energy-Nuclear Energy and Engineering

CiteScore

0.80

自引率

0.00%

发文量

期刊介绍： General issues of nuclear energy use; nuclear energy (reactor theory and calculations, operation of nuclear power plants, NPP safety analysis (probabilistic safety analysis, deterministic safety analysis), research reactors, nuclear fuel and structural materials, fuel elements; neutron physics; general safety issues; decommissioning of nuclear facilities; long-term operation, spent fuel and radioactive waste management; radiation safety; I&C, physical protection.