توسعه و پیاده‌سازی مدل ساختار مصرف بالا در سوخت‌ اورانیم دی‌اکساید به‌منظور آنالیز رفتار گازهای حاصل از شکافت

از نظر اقتصادی افزایش مصرف سوخت (بالاتر از 50 gwd/t ) میله‌های رآکتورهای هسته‌ای و در پی آن افزایش طول سیکل کاری رآکتور، یک نیروی محرکه قوی برای گنجاندن مدل‌های مصرف بالای سوخت در توسعه کدهای تحلیل عملکرد سوخت می‌باشد. در این تحقیق، به منظور بررسی رفتار گازهای حاصل از شکافت برای ساختار مصرف بالای سوخت دو مدل نیمه‌تجربی برای توصیف تشکیل مصرف بالای سوخت (hbs) در کد محاسباتی 02-msfgr برای تحلیل رفتار گاز شکافت در مقیاس مزو (میانی)، پیاده‌سازی شده است، که شامل فرایند چندضلعی شدن/ تبلور مجدد و تخلیه گاز شکافت درون‌دانه‌ای است. برای این منظور، با استفاده از داده‌های موجود در مراجع برای اندازه دانه (اندازه‌گیری‌ شده با پردازش تصویر) در موقعیت‌های شعاعی که در آن تغییر ساختار اتفاق افتاده است، رابطه نیمه‌تجربی برای اندازه شعاع دانه و همچنین میزان حجم تغییرساختار یافته در سوخت برحسب مصرف سوخت ارائه شده است. در نهایت تغییرات میزان غلظت گاز حاصل از شکافت در طول دوره تابش تا رسیدن به مصرف بالای سوخت با داده‌های تجربی ارائه شده در مراجع مقایسه گردید که حاکی از قابل قبول بودن نتایج می‌باشد.

development and implementation of high burnup structure model in nuclear fuels to analyze the behavior of fission gases

from an economic perspective, increasing nuclear fuel burnup (up to 50 gwd/t) and thereby extending reactor cycles are compelling reasons to develop models that incorporate high burnup structure (hbs) phenomena into fuel performance codes. this research focuses on investigating the behavior of fission gases within hbs by implementing two semi-empirical models in the msfgr-02 code. these models describe the formation of hbs, encompassing polygonization (recrystallization) and the release of intra-granular fission gas. the study utilizes grain size measurements obtained from references and applies them to radial positions where data reconstruction was incomplete. this approach yields semi-empirical relationships for grain radius size and restructured volumetric fraction as functions of fuel burnup. comparisons between changes in fission gas concentration during irradiation until hbs formation and experimental data from references demonstrate acceptable agreement.