Теплофизический анализ облучательного эксперимента образцов бериллида титана в реакторе ВВР-К

Аңдатпа

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 83^оС 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.