事故容错燃料安全性能初步分析

作者：杨红发; 巫英伟; 尹莎莎; 刘明皓; 汪宇; 赖建永; 廖先伟; 谢海燕; 王嘉瑞; 欧阳斌

来源：原子能科学技术, 2020, 54(08): 1441-1447.

• 事故容错燃料
• RELAP5程序
• 事故容错能力
• 抗高温氧化性能

事故容错燃料(ATF)是通过提高燃料材料热物性或包壳材料抗高温氧化性能来加强核燃料的事故容错能力,从而使核燃料能长期忍受严重事故。使用二次开发适用于ATF的RELAP5程序,对UO2-FeCrAl、FCM-FeCrAl这两种ATF和传统核燃料UO2-Zir-4进行大破口失水事故安全分析。对比事故分析结果可知:相较于传统UO2芯块,稳态运行工况下,热导率高的FCM芯块具有更低的燃料中心温度和更小的燃料径向温度梯度,同时在瞬态事故工况下,FCM芯块具有更低的瞬态初始温度和更小的燃料温度增长速率。相较于传统Zir-4包壳,在瞬态事故工况下,FeCrAl的包壳峰值温度更小,达到的时间更晚,同时由于FeCrAl包壳具有良好的抗高温氧化性能,事故过程中产生的氢气质量更小。

• 单位
  中国核动力研究设计院; 西安交通大学