[发明专利]一种计算UO2

摘要

本发明公开了一种计算UO2燃料裂变气体热释放率的方法，包括：计算在当前时刻与前一时刻之间新产生的裂变气体浓度和不考虑释放的当前时刻的燃料基体裂变气体浓度；计算晶界气体浓度的上下阈值以及上下阈值对应的等效燃耗；判断当前时刻局部燃耗和时间步平均局部温度是否达到热释放开启的条件，达到开启条件时计算时间步平均局部温度下的裂变气体原子晶格扩散系数D、时间‑燃耗转换系数TBu；计算当前时刻t的燃耗系数和当前时刻的热释放率FGRth(t)。本发明重新推导建立了晶界气体浓度和裂变气体热释放率的关系，相比于以前假设晶界浓度恒定不变的计算方法，与实验中发现的晶界气泡连通过程符合的更好，可以更准确的计算裂变气体热释放率。

主权项

一种计算UO2燃料裂变气体热释放率的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、计算在当前时刻与前一时刻之间间隔的Δt时间内新产生的裂变气体浓度ΔCF和不考虑释放的当前时刻的燃料基体裂变气体浓度Cp(t)：ΔCF＝CF(t)‑CF(t‑Δt)  (1)，CF(t)为当前时刻裂变气体产生量，CF(t‑Δt)为前一时刻裂变气体产生量；Cp(t)＝Cp(t‑Δt)+ΔCF  (2)，Cp(t‑Δt)为前一时刻燃料基体中留存的裂变气体浓度；步骤二、计算晶界气体浓度的上阈值C1和下阈值C2，以及上阈值对应的等效燃耗Bu1和下阈值对应的等效燃耗Bu2；C1=a2RGT′---(3),]]>C2=b2RGT′---(4),]]>式(3)和(4)中a、b为常数，RG为UO2晶粒的直径，T′为时间步Δt内的平均局部温度；Bu1=Bui×C1Csat=Bui×1Csat×a2RGT′---(5);]]>Bu2=Bui×C2Csat=Bui×1Csat×b2RGT′---(6);]]>式(5)和式(6)中，Csat为UO2燃料晶粒边界上单位面积的裂变气体原子数，根据辐照后燃料检查结果确定；Bui为根据辐照实验数据获得的裂变气体释放率为1％时燃料平均燃耗关于温度的函数，Bui=B1exp(-T1T′)+T′-T2T3+B2---(7),]]>上式中，T1、T2、T3、B1、B2均为常数；步骤三、判断当前时刻局部燃耗Bu(t)和时间步平均局部温度T′是否达到热释放开启的条件，是则跳转到步骤四，否则令当前时刻的热释放率FGRth(t)等于0；步骤四、计算时间步平均局部温度T′下的裂变气体原子晶格扩散系数D、时间‑燃耗转换系数TBU；步骤五、判断前一时刻局部燃耗Bu(t‑Δt)是否小于热释放开启的下阈值Bu1。如果Bu(t‑Δt)<Bu1，则认为前一时刻裂变气体热释放率FGRth(t‑Δt)＝0％，否则进入步骤六；步骤六、计算前一时刻的燃耗系数Bu(t‑Δt)和采用稳态数值近似解计算前一时刻的热释放率FGRth(t‑Δt)；步骤七、计算当前时刻t的燃耗系数FBu(t)；步骤八、根据当前时刻t的燃耗系数FBu(t)计算当前时刻的热释放率FGRth(t)。