Теплофизический анализ облучательного эксперимента образцов бериллида титана в реакторе ВВР-К
DOI:
https://doi.org/10.26577/RCPh.2023.v84.i1.08Ключевые слова:
температурное поле, бериллид титана, реактор ВВР-К, анализ, радиационный разогревАннотация
В термоядерном реакторе для поддержания нейтронного баланса планировалось использовать металлический бериллий как материал размножитель нейтронов. Однако, металлический бериллий имеет ряд недостатков, связанных с его поведением при взаимодействии с нейтронами. Исходя из этого, в настоящее время в качестве материала-кандидата для размножения нейтронов в термоядерном реакторе рассматривается бериллид титана, имеющий ряд преимуществ по сравнению с металлическим бериллием. Экспериментальных данных о поведении бериллида титана в условиях нейтронного облучения недостаточно и, в основном, все имеющиеся данные относятся к бериллиду титана, изготовленному не в промышленных масштабах. А на Ульбинском металлургическом заводе (Казахстан) разработана и отработана технология производства бериллида титана в промышленных масштабах. Это нас мотивировало начать исследования поведения бериллида титана, изготовленного на Ульбинском металлургическом завод, в условиях длительного нейтронного облучения на реакторе ВВР-К.
Целью данной работы является прогнозирование температурных режимов при облучении бериллида титана в центральном канале реактора ВВР-К. Для этого применялся комплекс COMSOL Multiphysics в котором реализован метод конечно-элементного анализа. Теплофизический анализ облучательного эксперимента на реакторе ВВР-К показал, что температура образцов бериллида титана не превысит 83оС при облучении в рассмотренной позиции. Ожидаемый градиент температур по капсуле составит не более 20 °С, при этом ожидаемый градиент температур по подкапсулам будет менее 7 °С. Таким образом рассчитанные температурные параметры полностью соответствуют задачам реакторного эксперимента, а именно длительному облучению образцов бериллида титана при температурах ~ 80±15°С.
Библиографические ссылки
2. K. Munakata, H. Kawamura, M. Uchida., J.Nucl. Mater., 329-333, 1357-1360 (2004).
3. K. Munakata, H. Kawamura, M. Uchida., Fusion Eng. Des., 75-79, 997-1002 (2004).
4. K. Munakata, H. Kawamura, M. Uchida., Fusion Eng. Des., 81, 993-998 (2006).
5. Yoshinao Mishima, et al., Fusion Eng. Des., 82.– P. 91-97 (2007).
6. Bachurin, D. V., Vladimirov P. V., j. Intermet, 100, 163–170 (2018).
7. K. Wada, et al., J. of Nucl. Mater., 442, 494-496 (2013).
8. Jae-Hwan Kim, Masaru Nakamichi, J. of Nucl. Mater., 438, 218-223 (2013).
9. P. Kurinskiy, et al., Fusion Eng. Des., 136, 49-52 (2018).
10. R. Gaisin, et al., J. of Nucl. Mater. Energy, 24, 100771 (2020).
11. R. Gaisin, et al., J. of Alloys and Compounds, 818, 152919 (2020).
12. P. Kurinskiy, et al., Fusion Eng. Des., 84, 1136-1139 (2009).
13. P. Kurinskiy, et al., Fusion Eng. Des., 98-99, 1817-1820 (2015).
14. R. Gaisin, et al., J. of Nucl. Mater. Energy, 30, 101128 (2022).
15. R. Gaisin, et al., Fusion Eng. Des., 161, 111862 (2020).
16. A. Shaimerdenov, et al., Proceedings of the International Scientific Forum “Nuclear Science and Technology” (26-30 September, 2022, Almaty, Kazakhstan, p.152).
17. A. Shaimerdenov, et al., Proceedings of the International Workshop “Beryllium Technology” (14-16 September, 2022, Karlsruhe, Germany, p.X).
18. A. Shaimerdenov, et al., Physics of Atomic Nuclei., 81, 1408–1411 (2018).
19. A. Shaimerdenov, et al., Fusion Science and Technology. 76, 304-313 (2020).
20. COMSOL Multiphysics, 2022. https://www.comsol.com/comsol-multiphysics (accessed 25 April 2022).
