弥散型燃料板的辐照起泡机理分析

弥散型燃料在研究堆和动力堆中有着广泛的应用。起泡是弥散型燃料特有的失效模式,起泡的发生将导致堆芯传热性能恶化,威胁反应堆的运行安全。在分析总结国内外弥散型燃料板的辐照后起泡退火试验结果的基础上,从微观尺度到宏观尺度分析了起泡发生的机理,重点研究了弥散型燃料板的一种重要起泡模式——孔洞连通模式,剖析了孔洞连通发生的3个基本过程。同时应用孔洞连通机理,在估算裂变气体压力的前提下,通过力学计算给出了可引起起泡的孔洞连通的圆形区域尺度约为1.8mm,这与实验观察结果相符。本文分析表明,燃料板的孔洞连通起泡机理涉及到高燃耗效应、燃料相的肿胀和开裂、裂变碎片损伤和应力腐蚀开裂等过程,建立起泡模型需做弹塑性力学和断裂力学的数值计算。