Дисперсионные твэлы

Дисперсионные и шаровые твэлы.

Лекция 16

Твэлами дисперсионного типа называют такие твэлы, в сердечнике которых топливосодержащая фаза находится в виде частиц, равномерно распределенных в непрерывной матрице из неделящегося материала. В качестве матрицы используют металлы, сплавы, керамику, графит, пластмассы и другие неделящиеся материалы, рис.1.

Рис.1. Микроструктура пироуглеродного покрытия на частицах дикарбида урана.

а – столбчатая; б – слоистая;

Как правило, в дисперсионных композициях объем топливосодержащей фазы не превышает 50%. Весьма близко по своим структурным особенностям к дисперсионным композициям так называемое керметное топливо, рис.2.

Рис.2. Микроструктура вольфрамовых керметов.

а – образец, содержащий 50% UO₂, получен перемешиванием порошков;

б – образец, содержащий 80% UO₂, изготовлен из частиц, покрытых напыленным вольфрамом;

Для керметов характерно высокое содержание топливной фазы — 60 — 90 об. % — и поэтому в них не полно реализуется основное преимущество дисперсионных топливных систем, заключающееся в сохранении части матричного материала свободной от действия осколков деления.

Основным преимуществом твэлов дисперсионного типа является их повышенная радиационная стойкость при длительной эксплуатации в реакторе. Это свойство обусловлено тем, что продукты деления локализуются в диспергированных топливных частицах или около них. Такая разобщенность продуктов деления и непрерывность стойкой и прочной матрицы позволяют предотвращать повреждение всего сердечника твэла. Таким образом, одной из основных особенностей твэлов дисперсионного типа, определяющих их радиационную стойкость, является структурное расположение топливосодержащей фазы в материале матрицы.

Дата добавления: 2014-01-04