Glede na to, da je varnost ključnega pomena pri načrtovanju jedrskih reaktorjev, je še posebej pomembna v primeru hude nesreče, kjer lahko razgradnja jedra povzroči nevarne posledice. Med njimi so nastajanje vodika (kar lahko povzroči eksplozije v zadrževalnem hramu) in izguba celovitosti zadrževalnega hrama (kar lahko povzroči sproščanje cepitvenih produktov v okolje). Gorivo, odporno na nesreče (ATF), se je pojavilo kot obetavna rešitev za izboljšanje delovanja goriva in ublažitev napredovanja nesreč. Namen tega magistrskega dela je raziskati termodinamično vedenje, kinetiko oksidacije in mehanizme odpovedi cirkonijeve obloge s prevleko kroma, ki je vodilni kandidat za nadomestitev konvencionalnega jedrskega goriva v bližnji prihodnosti.
Za potrebe tega dela je bil razvit model cr igb za simulacijo vedenja oksidacije gorivnih palic ATF s prevleko kroma v pogojih pare pri visokih temperaturah. Model je bil razvit in implementiran z uporabo eksperimentalnih podatkov za kvantifikacijo kinetike oksidacije, nastajanja evtektične zmesi ter s tem povezanih stopenj proizvodnje vodika in toplote. Rezultati kažejo, da kromove prevleke učinkovito
zmanjšujejo stopnje oksidacije, zakasnijo nastajanje toplote in izboljšajo strukturno celovitost obloge. Vendar pa pri temperaturah, ki presegajo 1313 °C, interdifuzija Cr-Zr povzroči nastanek krhke intermetalne faze, kar lahko ogrozi mehansko celovitost obloge.
Rezultati in zaključki tega magistrskega dela prispevajo k tekočim raziskavam tehnologij ATF z zagotavljanjem modela za ocenjevanje vedenja cirkonijeve obloge s prevleko kroma.
|
