Формирование многофункциональных барьеров для повышения радиационно-химической стабильности защитных покрытий микротвэлов ВТГР

С. Д. Курбаков

Аннотация


Представлен анализ радиационно-размерных изменений пироуглеродных защитных покрытий в составе микротвэлов ВТГР. Показана взаимосвязь между микроструктурой внутренних пироуглеродных слоев и процессами образования трещин в этих слоях по мере набора дозы облучения. Рассмотрено влияние трещин во внутренних пироуглеродных слоях на повреждаемость слоя из карбида кремния. Установлено, что введение в состав внутреннего пироуглеродного слоя или формирование на границе внутренний пироуглерод-карбид кремния, например, композиций карбид кремния-углерод, Ti 3SiC2, ZrC, TiC и нитридов Zr, Ti, Al создают препятствия по отношению к внутренним трещинам, повышая радиационно-химическую стабильность слоя из карбида углерода и микротвэлов в целом. Рис. 11, список лит. 29 назв.

Полный текст:

PDF

Литература


Stansfield O. Evolution of HTGR coated particle fuel design. - Energy, 1991, v. 16, № 1/2, p. 33-45.

Matzier R. Overview of HTR technology. - In: 3 Intern. Topical Meet. on High Temperature Reactor Technology. Johannesburg, October 1-4, 2006, Paper K 00000271.

Черников А.С. Топливо и твэлы ВТГР. - Атомная энергия, 1988, т. 65, вып. 1, с. 32-38.

Petti D., Buonigiorno J., Maki J. e.a. Key differences in the fabrication, irradiation and high temperature accident testing of US and German TRISO-coated particle fuel, and their implications on fuel performance. - Nucl. Engng Design, 2003, v. 222, № 2-3, p. 281-297.

Черников А.С., Пермяков Л.Н., Курбаков С.Д. и др. Ядерное топливо для ВТГР на основе микросфер из оксида плутония. - Атомная энергия, 2000, т. 88, вып. 1, с. 35-38.

Голубев И.Е., Курбаков С.Д., Черников А.С. Расчетно-экспериментальные исследования пироуглеродных и карбидокремниевых барьеров микротвэлов ВТГР. - Там же, 2008, т. 105, вып. 1, с. 14-25.

Snead L., Nozawa T., Katoh Y. e.a. Hand book of SiC properties for fuel performance modeling. - J. Nucl. Mater., 2007, v. 371, p. 329-377.

Price R. Effects of fastneutron irradiation on pyrolitic silicon carbide. - Ibid., 1969, v. 33, p. 17-22.

Price R. Properties of silicon carbide for nuclear fuel particle coatings. - Nucl. Technol., 1977, v. 35, p. 320-336.

Snead L., Katoh Y., Kohyama A. e.a. Evaluation of neutron irradiated near-stoichiometric silicon carbide fiber composites. - J. Nucl. Mater., 2000, v. 283-287, p. 551-555.

Snead L., Scholz R., Hasegawa A., Rebelo A. Experimental simulation of the effect of transmuted helium on the mechanical properties of silicon carbide. - Ibid., 2002, v. 307-311, p. 1141-1145.

Nogami S., Hasegawa A., Snead L. Indentation fracture toughness of neutron irradiated silicon carbide. - Ibid., p. 1163-1167.

Nozawa T., Snead L., Katoh Y., Miller J. Shear properties at the PyC/SiC interface of a TRISO-coating. - Ibid., 2007, v. 371, p. 304-313.

Katoh Y., Nashimoto N., Kondo S. e.a. Microstructure development in cubic silicon carbide during irradiation at elevated temperatures. - Ibid., 2006, v. 351, p. 228-240.

Джадд Ф. Реакторы-размножители на быстрых нейтронах. Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1984. 136 с.

Дегальцев Ю.Г., Пономарев-Степной Н.Н., Кузнецов В.Ф. Поведение высокотемпературного топлива при облучении. М.: Энергоатомиздат, 1987. 208 с.

Sawa K., Tobita T. Investigation of irradiation behavior of SiC-coated fuel particle at extended burnup. - Nucl. Technol., 2003, v. 142, p. 250-259.

Bullok R., Kaae J. Performance of coated UO2 particles gettered with ZrC. - J. Nucl. Mater., 1983, v. 115, p. 69-83.

Miller G., Petti D., Maki T. Consideration of the effects of partial debonding of the IPyC and particle asphericity on TRISO-coated fuel behavior. - Ibid., 2004, v. 334, p. 79-89.

Wang J., Ballinger R., Maclean H. TIMCOAT: an integrated fuel performance model for coated particle fuel. - Nucl. Technol., 2004, v. 148, p. 68-96.

Minato K., Sawa K., Koya T. e.a. Fission product release behaviour of individual coated fuel particles for high-temperature gas-cooled reactors. - Ibid., 2000, v. 131, p. 36-47.

Minato K., Fukuda K., Sekino H. e.a. Deterioration of ZrC-coated fuel particle caused by failure of pyrolitic carbon layer. - J. Nucl. Mater., 1998, v. 252, p. 13-21.

Nabilek H., Schenk W., Heit W. e.a. The performance of high-temperature reactor fuel particles at extreme temperatures. -Nucl. Technol., 1989, v. 84, p. 62-73.

Kerans R., Hay R., Parthasarathy T., Cinibulk M. Interface design for oxidation-resistans ceramic composites. - J. Am. Ceram. Soc., 2002, v. 85, № 11, p. 2599-2632.

Lee S., Zawada L., Staehler J., Folsom C. Mechanical behaviour and high-temperature performance of a woven NicalonTM/SiC ceramic-matrix composite. - Ibid., 1998, v. 81, № 7, p. 1797-1811.

Черников А.С., Михайличенко Л.И., Орлов Г.В., Курбаков С.Д. Микротвэлы ВТГР. Свойства материалов покрытий и результаты предреакторных испытаний. - Атомная энергия, 1990, т. 68, вып. 3, с. 181-186.

Мельниченко В.М., Сладков А.М., Никулин Ю.Н. Строение полимерного углерода. - Успехи химии, 1982, т. 41, вып. 5, с. 736-763.

Wolfrum E., Nickel H. A quantitative chemical method for the determinantion of the disordeped carbon component in pyrocarbon coatings of fuel particles. - Nucl. Technol., 1977, v. 35, p. 293-300.

Pollman E., Pelissier J., Yust C., Kaae J. Transmission electron microscopy of pyrocarbon coatings. - Ibid., p. 301-309.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.