2 “Пряма” заміна двукисневого

ПАЛИВА НА ПАЛИВО НА ОСНОВІ СИЛІЦИДУ УРАНУ

2.1 Вихідні дані

На підставі методичного керівництва та наведеної інформації прийняли:

Таблиця 2.1 – Вихідні дані

Параметр	Базовий твел	Проектований твел
Довжина активної зони,	3530	3530
Паливо	(UO2)	Силіцид
Збагачення, по 235U, %	4,4	Буде знайдене
Щільність,	10,4	18,9
Зовнішній діаметр паливної таблетки, мм	10,4	–
Діаметр отвору в паливній таблетці, мм	2,2	–
Кількість ампул,	–	50
Зовнішній діаметр ампули,	–	8,1
Довжина ампули,	–	70,6
Довжина ампули без урахування цирконієвого сплаву,	–	68,8
Зовнішній діаметр ампули без урахування цирконієвого сплаву,	–	7,3

2.2 Опис твела базової конструкції

Твели реактора ВВЭР–1000 складаються з паливного сердечника, набраного з UO₂ таблеток та розташованого у герметичній оболонці. У водо-водяних реакторах в якості ядерного палива використовується двоокис урану, збагаченого до 4,4% по ²³⁵U.

Паливні таблетки виготовляються з порошку двоокиса урану методом спікання у формі циліндрів з висотою 9 – 12 мм. Таблетки мають центральний отвір діаметром 1,5 мм, який служить для сприйняття об'ємних змін сердечника. Оболонки твелів – трубки діаметром 9,1x0,65 мм, виготовляються з цирконієвого сплаву. Заповнюються паливними таблетками, з торців герметизуються сталевими наконечниками. Наконечники з'єднуються з цирконієвою трубкою контактно - стиковою зваркою. Для контролю герметичності оболонки твелів їх внутрішня порожнина заповнюється інертним газом під невеликим тиском. Герметизація запобігає вихід продуктів ділення у теплоносій.

Температура сердечника значно вище за температуру оболонки. Тому між оболонкою та сердечником передбачений зазор товщиною 150 – 250 мкм для компенсації температурних та радіаційних розширень. У процесі роботи під оболонкою скопичується велика кількість газоподібних. продуктів ділення.

Однією з основних переваг UO₂ є тривала робота в умовах опромінювання при глибині вигоряння палива – десятки тисяч МВт∙діб/т U. UO₂ має високу температуру плавлення і не взаємодіє з конструкційними матеріалами до високих температур. При контакті з водою, парою та іншими теплоносіями при робочих параметрах UO₂ володіє високою корозійною стійкістю. При масовому виготовлені виробів з UO₂ він є технологічним матеріалом.

Рисунок 2.1 – Твел базової конструкції

До недоліків UO₂ слід віднести його низьку теплопровідність, крихкість, а також менші по порівнянню металево паливом густина і процентний зміст урану в паливній композиції. Остання обставина приводить до необхідності застосовувати уран більш високого збагачення по ізотопу, що ділиться, ніж при використовуванні металевого палива.