مطالعه‌ی عوامل مؤثر در افزایش عمر و بازده‌ی تولید انرژی قرص سوخت هسته‌ای UO2

Abstract

هنگامی­که قرص سوخت هسته­‌ای درون غلاف و رآکتور قرار می‌­گیرد، برخی از اتم­‌های اورانیم شروع به شکافت هسته­‌ای می­‌کنند. در نتیجه تعداد اتم­‌های حاصل بیش­تر از اتم‌­های شکافته شده م‌ی­شود. محصولات جامد تولید شده مشکل زیادی ایجاد نمی­‌کنند، اما محصولات گازی ضمن تورم قرص به فضای خالی بین قرص- غلاف نیز منتقل می­‌شوند. این رفتار موجب تخریب غلاف و کاهش ایمنی رآکتور می‌­شود. بنابراین بهتر است قبل از شروع واقعه، غلاف را از رآکتور بیرون آورد. برای بازده­‌ی مناسب تلاش می­‌کنند مدت زمان استفاده از قرص را افزایش داده و حداکثر انرژی را از قرص بگیرند. به همین منظور، مشکلات و موانع آن را شناسایی کرده و با انجام اصلاحاتی، کارآیی قرص سوخت هسته‌­ای را افزایش داده­‌اند. این پژوهش، مروری بر فعالیت­‌های انجام شده در دنیا در زمینه­‌ی شناخت مشکلات و موانع و راه­کارهای ارائه شده برای اصلاح رفتار قرص سوخت هسته‌­ای است. نتایج این بررسی نشان می‌­دهد که از مهم­‌ترین ویژگی‌­های مؤثر در افزایش عمر و بازده‌­ی تولید انرژی قرص سوخت هسته‌­ای، بزرگی اندازه­‌ی دانه همراه با تخلخل­‌های بین­‌دانه­‌ای با اندازه­‌ی کنترل شده و خواص خزشی و هدایت حرارتی مناسب آن­‌ها هستند.