Механизмы развития продольных трещин в оболочках твэлов при скачках мощности
https://doi.org/10.56304/S2079562922030320
Аннотация
В начале 1990-х гг. в АО “ГНЦ НИИАР” совместно с АО “ВНИИНМ” проводились работы по облучению в реакторе МИР экспериментальных твэлов с оболочкой из сплава Э110 и различными топливными композициями. При повторном изучении результатов этих работ было обнаружено, что за время испытаний твэлы несколько раз оказывались в условиях скачка мощности. Как следствие, отдельные твэлы разгерметизировались, причем оболочка одного из них разрушилась путем распространения продольной длинной трещины. В настоящей работе представлены ранее не публиковавшиеся результаты послереакторных исследований этих разгерметизированных твэлов и проанализированы возможные механизмы разрушения оболочки путем распространения длинной продольной трещины. Показано, что ключевыми факторами, влияющими на образование длинных продольных трещин на оболочках при скачках мощности, являются гидридное охрупчивание и радиационное упрочнение. Однако, имеющиеся к настоящему времени данные не позволяют заключить, какой из рассмотренных механизмов разрушения реализовался в ходе эксперимента.
Об авторах
В. В. Новиков
Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов им. академика А.А. Бочвара (АО “ВНИИНМ”)
Россия
Россия
Москва, 123060
А. А. Плясов
Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов им. академика А.А. Бочвара (АО “ВНИИНМ”)
Россия
Россия
Москва, 123060
Список литературы
1. Sakurai H., Wakashima Y. et al. // Proc. Int. Topical Meeting on LWR Fuel Performance. P. 515.
2. Shimada S. et al. // J. Nucl. Mater. 2004. V. 327. P. 97.
3. Hayashi H., Ogata K., Baba T., Kamimura K. // J. Nucl. Sci. Technol. 2006. V. 43. P. 1128.
4. Novikov V.V., Bibilashvilli Yu.K., Mikheev E.N. et al. // At. Energy. 2008. V. 105 (4). P. 262.
5. Sakamoto K., Nakatsuka M., Higuchi T. // J. ASTM Int. 2010. V. 7 (6). P. JAI102938. https://doi.org/10.1520/JAI102938
6. Cox B. Report AECL-3551. 1970. Chalk River: Atomic Energy of Canada Limited.
7. Park S.U. et al. // J. Nucl. Mater. 2008. V. 372. P. 293.
8. Novikov V.V. // At. Energy. 1991. V. 71. P. 557.
9. Motta A.T. et al. // J. Nucl. Mater. 2019. V. 518. P. 440.
10. Puls M.P. The Effect of Hydrogen and Hydrides on the Integrity of Zirconium Alloy Components. Delayed Hydride Cracking. 2012. London: Springer-Verlag.
11. Sakamoto K., Nakatsuka M., Higuchi T. // Proc. Water Reactor Fuel Performance Meeting (WRFPM2008). 2008. Seul, South Korea.
12. Raynaud P.A., Koss D.A., Motta A.T. // J. Nucl. Mater. 2012. V. 420. P. 69.
13. Chu H.C., et al. // J. Nucl. Mater. 2007. V. 362. P. 93.
14. Alvarez-Holston A-M., Lysell J., Grigoriev V. // Proc. LWR Fuel Performance Meeting. 2007. San Francisco, CA, USA. P. 1080.
15. Min S.-J., Kim M.-S., Kim K.-T. // J. Nucl. Mater. 2013. V. 441. P. 306.
16. Yagnik S.K., Chen J-H., Kuo R-C. // Proc. 17th Int. Symposium on Zirconium in the Nuclear Industry.
17. Markelov V.A., Gusev A.Yu., Saburov N.S. et al. // Deform. Razrush. Mater. 2012. V. 11. P. 42 (in Russian).
18. Kubo T., Kobatashi Y., Uchikoshi H. // J. Nucl. Mater. 2012. V. 427. P. 18.
19. Huang F.H., Mills W.J. // Metall. Trans. A. 1991. V. 22. P. 2049.
20. Timoshenko S.P., Goodier J.N. Theory of Elasticity. 2010. India: McGraw-Hill Education.
Рецензия
Для цитирования:
Новиков В.В., Плясов А.А. Механизмы развития продольных трещин в оболочках твэлов при скачках мощности. Ядерная физика и инжиниринг. 2023;14(2):119-130. https://doi.org/10.56304/S2079562922030320
For citation:
Novikov V.V., Plyasov A.A. Mechanisms of the Cladding Tubes Axial Cracking in Power Ramp Tests. Nuclear Physics and Engineering. 2023;14(2):119-130. (In Russ.) https://doi.org/10.56304/S2079562922030320
Просмотров:
33
Послать статью по эл. почте 