Выход осколочных газов из UO2 топлива при выгорании до 45 ГВтсут/т в условиях, моделирующих реактивностную аварию, страница 5

ными внереакторных экспериментов по отжигу образцов топлива показало, что локальный вы­ход осколочного газа хорошо согласуется с дан­ными о фракционном удержании газа на грани­цах зерен кристаллов (15—30%).

Таким образом, большая часть осколочного газа, накопленная на границах зерен кристаллов в центральной зоне топливной таблетки в про­цессе штатного облучения топлива, выделяется при импульсном облучении. Этот вывод под­тверждается фотографиями микроструктуры образцов (рис. 6, 7), свидетельствующими о том, что разделение границ зерен и образование тун­нелей с пузырьками газа происходит только в центральной зоне таблетки, а процесс миграции атомов осколочного газа из внутренних облас­тей зерен к границам зерен в условиях импульс­ного облучения топлива несущественен.

Выход осколочного газа из топлива может происходить также вследствие образования межкристаллитных микротрещин, возникающих при тепловом ударе, воздействующем на топли­во, а также туннелей на границах зерен кристал­литов в процессе импульсного облучения топ­лива.

Общие выводы

Проведены испытания образцов, получен­ных из топливных стержней, облученных в коммерческом энергетическом реакторе. Испы­тания проводились в условиях импульсного об­лучения образцов, моделирующих реактивност-ную аварию ЯЭУ (RIA).

Для исследования облученных образцов бы­ли использованы методы оптической (ОМ) и сканирующей электронной микроскопии (SEM), а также микроанализ с помощью электронной микроскопии (ЕРМА).

Рост линзообразных пузырьков осколочного газа на микрофотографиях (ОМ, SEM) на грани­цах зерен кристаллов идентифицируется недос­таточно четко, однако отчетливо наблюдается разделение зерен в центральной зоне топливной таблетки.

Это указывает на то, что топливо испытыва-лось при температуре, недостаточно высокой для возможного роста пузырьков газа в процессе импульсного облучения топлива.

Процесс выхода осколочного газа после им­пульсного облучения образцов был исследован также методом EFMA и методом отбора проб газа с помощью тонкого шприца. Установлено, что снижение выхода Хе при импульсном облу­чении имеет место в периферийной и централь-

ной зонах топливной таблетки. Сделан вывод, что это снижение в периферийной зоне про­исходит, возможно, вследствие образования структуры краевой зоны (rim) и в этом случае осколочный газ выделяется главным образом из центральной зоны таблетки. Оценки, проведен­ные на основе данных, полученных методом ЕРМА, показали, что количество Хе, выделен­ного в процессе импульсного облучения образ­ца, составляет примерно 8—10% и сопоставимо с данными, полученными методом отбора проб газа. Локальный фракционный выход осколоч­ного газа в центральной зоне таблетки, по оцен­ке, равен ~30%. Сравнение данных, полученных различными методами, позволяет сделать вывод, что в ходе штатного облучения топлива большая часть осколочного газа накапливается на грани­цах зерен кристаллов топлива, а в процессе им­пульсного облучения выделение газа происхо­дит в основном из центральной зоны топливной таблетки.

Перевел В.А. Бронников

Список литературы

1.  Т. Fuketa, Т. Nakamura, К. Ishijima. The status of the RIA test program in the NSRR. — Proc. 25* Water Reactor Safety Information Meeting (WRSM), Bethesda, Mary­land, October 20—22, 1997, NUREG/CP-0162, vol. 2, U.S. Nuclear egulatory Commission, 1998.

2.  J. Papin, F. Schmidt. The status of the CABRI-REP-Na test programme: Present understanding and still pending questions. — Proc. 25th Water Reactor Safety Information Meeting (WRSM), Bethesda, Maryland, October 20—22, 1997, NUREG/CP-0162, vol. 2, U.S. Nuclear Regulatory Commission, 1998.