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基于弥散燃料颗粒开裂的裂变气体释放模型

核动力工程 2019年第5期40卷 85-91页

作者：陈洪生龙冲生肖红星韦天国高雯中国核动力研究设计院反应堆燃料及材料重点实验室成都610213 深圳市清洁能源研究院广东深圳518000

根据弥散燃料颗粒开裂后裂变气体的3种释放途径,分别建立了裂纹连通释放模型、气泡连通释放模型以及原子扩散释放模型,综合得到了基于弥散燃料颗粒开裂的裂变气体释放模型,并采用该模型对裂变气体释放量进行了计算。结果表明:裂变气体... 详细信息

根据弥散燃料颗粒开裂后裂变气体的3种释放途径,分别建立了裂纹连通释放模型、气泡连通释放模型以及原子扩散释放模型,综合得到了基于弥散燃料颗粒开裂的裂变气体释放模型,并采用该模型对裂变气体释放量进行了计算。结果表明:裂变气体释放量主要由裂纹连通释放途径贡献;燃耗深度越高,裂变气体释放量的增加速率会越大;随着退火温度的增加,裂变气体释放量迅速增加,而退火时间越长,裂变气体释放量的增加速率越低。通过裂变气体释放量模型计算得到的裂纹宽度与实验观察到的裂纹宽度符合较好,对比结果验证了基于弥散燃料颗粒开裂的裂变气体释放模型的合理性。

关键词：裂变气体释放弥散燃料颗粒开裂燃耗数理模型

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高燃耗下裂变气体释放行为研究与程序校验

核动力工程 2019年第5期40卷 92-96页

作者：任啟森廖业宏陈蒙腾张永栋谢亦然刘彤清华大学深圳国际研究生院广东深圳518055 中广核研究院有限公司深圳市核电站高安全性事故容错燃料技术工程实验室广东深圳518031

采用燃料棒性能分析程序COPERNIC,针对哈尔登(Halden)测试燃料组件(IFA)519.9 DK辐照试验燃料棒辐照试验进行了计算分析,研究了高燃耗下裂变气体释放行为,并与试验数据进行了对比验证。结果表明,在燃耗达到约100 GW·d/t(U)的辐照过程中... 详细信息

采用燃料棒性能分析程序COPERNIC,针对哈尔登(Halden)测试燃料组件(IFA)519.9 DK辐照试验燃料棒辐照试验进行了计算分析,研究了高燃耗下裂变气体释放行为,并与试验数据进行了对比验证。结果表明,在燃耗达到约100 GW·d/t(U)的辐照过程中,该程序对裂变气体释放率的预测值与试验测量结果符合较好;程序未精确预测芯块孔隙率在高燃耗"边缘结构"内的演化过程,但不影响其对燃料棒辐照综合性能分析的准确性和合理性。

关键词：燃料棒裂变气体释放 Halden反应堆项目高燃耗

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一种快堆边界下的裂变气体释放数值模型

四川大学学报（自然科学版） 2021年第5期58卷 89-97页

作者：廖海龙杨广亮陈红丽中国科学技术大学核科学技术学院合肥230027

裂变气体释放(FGR)对燃料元件的热力演化过程有着极其重要的影响,准确地模拟反应堆中裂变气体释放是燃料元件性能分析程序开发的最基本内容之一,也是重要的评价准则.本文围绕快堆边界下的裂变气体释放行为展开详细论述,基于气体原子与... 详细信息

裂变气体释放(FGR)对燃料元件的热力演化过程有着极其重要的影响,准确地模拟反应堆中裂变气体释放是燃料元件性能分析程序开发的最基本内容之一,也是重要的评价准则.本文围绕快堆边界下的裂变气体释放行为展开详细论述,基于气体原子与气泡行为模型,模拟了晶内气体原子的产生、自由扩散、俘获-再溶解等行为,以及晶内气泡的形成、生长、融合、移动等行为.模拟了晶界气泡的生长、连接、通道形成与气体释放等过程.通过数值方程组离散和迭代计算,建立了一种快堆边界下的裂变气体释放数值模型.经过与理论及实验数据对比,结果显示该模型能准确预测燃料元件的裂变气体释放份额与气体肿胀量,能较好地模拟晶内气泡浓度与尺寸.表明该模型可以用于快堆燃料元件性能分析.

关键词：燃料元件快堆裂变气体释放行为分析数值模拟

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核燃料裂变气体释放机理模型不确定性研究

核电子学与探测技术 2022年第3期42卷 521-526页

作者：潘昕怿王业辉陈浩兰兵张盼依岩生态环境部核与辐射安全中心北京100082 哈尔滨工程大学哈尔滨150001

基于随机抽样方法研究核燃料裂变气体释放(FGR)机理模型不确定性,分析了扩散系数、重溶参数、晶粒尺寸等模型参数对计算结果的影响。42个试验算例分析结果表明,模型参数不确定性引起的FGR计算标准差约为均值的30%~60%,是计算结果与试验... 详细信息

基于随机抽样方法研究核燃料裂变气体释放(FGR)机理模型不确定性,分析了扩散系数、重溶参数、晶粒尺寸等模型参数对计算结果的影响。42个试验算例分析结果表明,模型参数不确定性引起的FGR计算标准差约为均值的30%~60%,是计算结果与试验测量值之间偏差的主要来源,其中晶内气体扩散系数和重溶参数的敏感性最高。不确定性和敏感性分析结果可用于FGR机理模型的改进。

关键词：核燃料裂变气体释放模型参数不确定性

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贝叶斯推断法标定核燃料裂变气体释放模型

核电子学与探测技术 2023年第2期43卷 266-270页

作者：潘昕怿王业辉张盼兰兵依岩生态环境部核与辐射安全中心北京100082

针对模型参数不确定性影响裂变气体释放(FGR)机理模型预测精度的问题,构建了一套贝叶斯标定方法。利用FGR实验测量数据标定晶内气体扩散系数等模型参数并推断其后验概率分布,采用Kriging模型和主成分分析法提高贝叶斯推断效率。分析结... 详细信息

针对模型参数不确定性影响裂变气体释放(FGR)机理模型预测精度的问题,构建了一套贝叶斯标定方法。利用FGR实验测量数据标定晶内气体扩散系数等模型参数并推断其后验概率分布,采用Kriging模型和主成分分析法提高贝叶斯推断效率。分析结果表明,标定后模型FGR计算结果的准确性显著提高,总体均方根误差降低约70%;5个模型参数后验分布标准差相比先验分布均有所减小,进而降低了FGR预测值的不确定度。

关键词：裂变气体释放标定贝叶斯推断 Kriging模型

压水堆燃料包壳破损条件下裂变气体释放的研究

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压水堆燃料包壳破损条件下裂变气体释放的研究

作者：李晨悦上海交通大学

学位级别：硕士

压水反应堆在运行的过程中,燃料包壳不可避免地会发生破损,当破损发生后积聚在燃料棒内的裂变产物将释放到一回路当中。其中,放射性裂变气体是一类重要的源项。裂变气体释放可以分为两个阶段:第一个阶段为从燃料芯块到芯块-包壳间隙,第... 详细信息

压水反应堆在运行的过程中,燃料包壳不可避免地会发生破损,当破损发生后积聚在燃料棒内的裂变产物将释放到一回路当中。其中,放射性裂变气体是一类重要的源项。裂变气体释放可以分为两个阶段:第一个阶段为从燃料芯块到芯块-包壳间隙,第二个阶段为从芯块-包壳间隙到一回路。目前,对第一个阶段的研究已经相当成熟,并发展出了许多计算计算程序;而对第二个阶段的研究暂时还处于假设阶段。在考虑第二个阶段释放过程时,往往简单认为第二个阶段中裂变气体释放率与芯块-包壳间隙内裂变气体的与原子数之间为线性关系,忽略了裂变气体释放的两相流背景流场对裂变气体释放的影响,因而误差较大。由于裂变气体Kr、Xe等组分的溶解度低,第二个阶段中,裂变气体释放的过程可以认为是两相流过程。该过程中,破口以及芯块-包壳间隙构成了一个微通道。目前还没有可以计算该工况条件下两相的相分布、压降以及组分分布的计算关联式,因而需要进一步研究。本文基于裂变气体释放的过程建立了一种CFD数值模拟方法,并利用“上海交通大学裂变产物迁移机理”实验平台中获得的数据对模型进行了验证,并将该模型应用于压水反应堆中,裂变产物释放机理的计算。经计算发现:1)裂变气体释放的第二个阶段可以被分为两个阶段。2)第一个阶段中,气体的释放率远大于第二个阶段;3)芯块-包壳内气体的释放主要由芯块-包壳间隙与子通道的压差驱动,该压差在长时间过程中趋于稳定;4)第二个阶段中,破口内以及芯块-包壳间隙内破口附近处存在涡,该涡将芯块-包壳间隙内裂变气体组分带入子通道。

关键词：燃料包壳破损裂变气体释放数值模拟两相流相变

燃料棒性能分析软件JASMINE中裂变气体释放模型的评估

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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核科学与技术 2023年第2期11卷 191-198页

作者：朱亚楠卫小艳张明中广核研究院有限公司广东深圳

裂变气体释放是燃料棒堆内安全运行必须考虑的关键行为。为了准确预测燃料棒中裂变气体释放行为,基于燃料棒性能分析软件JASMINE,集成了经典的Forsberg-Massih模型,并开发了两阶段裂变气体释放模型JASGAS,考虑晶界气泡重溶效应的影响,... 详细信息

裂变气体释放是燃料棒堆内安全运行必须考虑的关键行为。为了准确预测燃料棒中裂变气体释放行为,基于燃料棒性能分析软件JASMINE,集成了经典的Forsberg-Massih模型,并开发了两阶段裂变气体释放模型JASGAS,考虑晶界气泡重溶效应的影响,释放前后阶段的晶粒内部和晶界气体浓度变化。利用核燃料试验项目测量数据对模型进行评估,验证了模型的有效性。结果表明:在稳态工况下,JASGAS裂变气体释放模型预测较为准确,偏差较小;瞬态工况下,预测稍有偏低。

关键词：裂变气体释放燃料棒 JASMINE

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二氧化铀燃料裂变气体释放敏感性研究

二氧化铀燃料裂变气体释放敏感性研究

瞬态裂变气体释放机理研究及其在燃料棒内压分析中的应用

中国核学会2021年学术年会

作者：胡超陈平张坤周毅中国核动力研究设计院

裂变气体释放是影响燃料堆内性能的主要行为之一,芯块裂变气体的释放会导致燃料内压增大、间隙热导率下降,给反应堆运行安全造成严重威胁,研究裂变气体的释放过程有助于改善燃料的堆内性能。本文基于Booth理论,从Speight扩散方程出发,... 详细信息

裂变气体释放是影响燃料堆内性能的主要行为之一,芯块裂变气体的释放会导致燃料内压增大、间隙热导率下降,给反应堆运行安全造成严重威胁,研究裂变气体的释放过程有助于改善燃料的堆内性能。本文基于Booth理论,从Speight扩散方程出发,研究了UO燃料在晶粒尺度下裂变气体原子的扩散、成核、气泡的生长、气体原子的重溶、晶间气泡的联合以及裂变气体释放等过程。使用修正的Morris敏感性分析方法,分析了在不同平均温度900K-1200K(每50K递增)下晶内、晶间重要参数对UO燃料裂变气体释放的敏感性。

关键词：核燃料裂变气体释放敏感性分析

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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核电工程与技术 2011年第3期24卷 1-6页

作者：丁阳周勤陈瑜上海核工程研究设计院上海200233

本文分析了裂变气体释放过程中的主要物理现象以及各类裂变气体释放模型采用的模拟方法，比较了它们之间的异同，提出了使用稳态程序模拟瞬态裂变气体释放、计算燃料棒内压的方法，论证并通过算例和文献数据对比验证了其保守性、可行性。

关键词：裂变气体释放瞬态燃料棒内压