5-13、材料基因组思想在新型核燃料元件服役行为分析评估中的应用

薛佳祥^*, 李雷, 刘彤, 王诗槐, 谢亦然, 李思功, 陈蒙腾, 张永栋, 卢志威

中广核研究院有限公司

摘要：核燃料元件在反应堆中受中子辐照、力学、热学、化学等多物理场复杂的影响，堆内演化行为机理复杂，对新型核燃料元件服役环境下的评价需要以翔实的材料堆内外性能参数为基础。材料辐照数据的获取难度大、周期长、数据有限，同时，在实验中考虑的自变量因素非常有限，并不能完成反映堆内环境因素，如何利用有限的数据开发出高适用性、高置信度的分析模型、如何在模型中考虑服役环境下各种因素对最终的分析评价结果的可信程度具有决定性影响。本文借鉴材料基因工程思想，针对材料热物理性能、辐照性能、化学稳定性等影响核燃料与结构材料服役行为的关键“基因”，探索材料成分、制造工艺、微/介观组织结构对其性能的影响关系，开发先进核燃料芯块的热导率、辐照肿胀、裂变产物释放以及新型包壳材料应力应变、蒸汽反应动力学、腐蚀行为等理论分析模型，模拟核燃料元件在反应堆正常运行工况及事故工况下的响应特性，对新型燃料元件进行综合性能评价，结合燃料性能评价与高通量材料设计，从工程应用角度反馈核燃料及结构材料设计需求。

关键词：核燃料元件，分析模型，基因搜索，性能评估

通讯作者：薛佳祥，电话：18188600739，Email: xuejiaxiang@cgnpc.com.cn

DOI:10.12110/secondfmge.20181014.513