羅躍建，宋美琪，劉曉晶，程 旭

(上海交通大學(xué) 核科學(xué)與工程學(xué)院，上海 200240)

自從核電站發(fā)展之初，由于堆芯冷卻劑喪失引起堆芯熔化、裂變產(chǎn)物釋放的嚴(yán)重事故就一直是核安全研究關(guān)注的重點(diǎn)。自從1979年的三哩島核事故后，國(guó)內(nèi)外科研工作者進(jìn)行了大量關(guān)于嚴(yán)重事故的研究，包括實(shí)驗(yàn)、理論分析、數(shù)值計(jì)算等，取得了顯著的研究成果。嚴(yán)重事故的研究主要包括壓力容器內(nèi)事故進(jìn)程和壓力容器外事故進(jìn)程[1]。壓力容器內(nèi)事故進(jìn)程主要關(guān)注壓力容器內(nèi)堆芯熔化行為，以及與之相關(guān)的現(xiàn)象和復(fù)雜物理化學(xué)反應(yīng)。壓力容器外事故進(jìn)程主要關(guān)注壓力容器內(nèi)事故進(jìn)程產(chǎn)物的行為，包括水蒸氣、氫氣、裂變產(chǎn)物以及熔融物等。

嚴(yán)重事故下，堆芯過(guò)熱，包殼氧化，燃料熔化、遷移以及再定位等壓力容器內(nèi)事故進(jìn)程對(duì)后期安全殼完整性和裂變產(chǎn)物行為等具有重要影響[2]。研究此類現(xiàn)象有助于認(rèn)識(shí)和理解壓力容器內(nèi)事故進(jìn)程機(jī)理，為核電廠嚴(yán)重事故的預(yù)防和緩解策略的制定提供重要基礎(chǔ)。

廣泛的實(shí)驗(yàn)研究是嚴(yán)重事故計(jì)算機(jī)程序開(kāi)發(fā)和評(píng)估的基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可用于驗(yàn)證和改進(jìn)計(jì)算機(jī)模型，提高計(jì)算機(jī)程序的準(zhǔn)確性[3]。堆芯熔化相關(guān)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)研究主要包括CORA、QUENCH以及PHEBUS-FP等，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)廣泛用于分析程序的驗(yàn)證，對(duì)于每個(gè)實(shí)驗(yàn)均有大量的計(jì)算分析成果[1,4]。法國(guó)輻射防護(hù)與核安全研究所(IRSN)主導(dǎo)的PHEBUS-FP實(shí)驗(yàn)主要研究輕水反應(yīng)堆的嚴(yán)重事故現(xiàn)象，包括堆芯降級(jí)過(guò)程以及裂變產(chǎn)物在反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)和安全殼中的遷移、沉淀等行為，1993年至2004年間共進(jìn)行了6組實(shí)驗(yàn)[5]。

針對(duì)PHEBUS-FP實(shí)驗(yàn)，國(guó)內(nèi)外均有研究機(jī)構(gòu)采用ASTEC、MELCOR、ATHLET-CD、ICARE/CATHARE、SCDAP/RELAP5等安全分析程序進(jìn)行模擬分析[2-3,5-14]，并得到良好的模擬結(jié)果。各類分析基本表現(xiàn)為單個(gè)程序分析單個(gè)實(shí)驗(yàn)，并且不同分析選取了不同的軸向高度等分析對(duì)象，有的工況尚未采用ATHLET-CD程序進(jìn)行分析。

針對(duì)以上問(wèn)題，本文以PHEBUS-FP的FPT0、FPT1和FPT2實(shí)驗(yàn)為研究對(duì)象，統(tǒng)一使用ATHLET-CD程序進(jìn)行建模計(jì)算，主要分析不同流量、不同加熱功率下的堆芯降級(jí)過(guò)程，討論包殼氧化以及燃料再定位過(guò)程中的模型參數(shù)。

1 PHEBUS-FP實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介

1.1 PHEBUS-FP實(shí)驗(yàn)裝置

PHEBUS-FP實(shí)驗(yàn)裝置是根據(jù)900 MW壓水反應(yīng)堆按1∶5 000的比例建造的，其反應(yīng)堆部分示于圖1[6]。整個(gè)試驗(yàn)段放置于功率為40 MW的PHEBUS驅(qū)動(dòng)反應(yīng)堆中，試驗(yàn)段上腔室與加熱到970 K的模擬熱管段相連。

圖1 PHEBUS-FP實(shí)驗(yàn)裝置反應(yīng)堆示意圖Fig.1 Schematic of PHEBUS-FP reactor

PHEBUS-FP實(shí)驗(yàn)迄今共完成6組實(shí)驗(yàn)，本文討論的3組實(shí)驗(yàn)列于表1[15]。實(shí)驗(yàn)中使用的燃料棒與比利時(shí)BR3反應(yīng)堆的燃料棒相同，長(zhǎng)度縮短后約1.13 m，裂變長(zhǎng)度為1 m。3組實(shí)驗(yàn)堆芯均由20根燃料棒、1根位于中間的Ag-In-Cd控制棒組成，其中FPT0為20根新燃料棒，F(xiàn)PT1和FPT2為2根新燃料棒和不同燃耗的乏燃料棒。FPT0和FPT1在具有充足蒸汽的氧化環(huán)境中，F(xiàn)PT2通過(guò)減小蒸汽流量營(yíng)造了還原性環(huán)境。FPT0堆芯組件布置示于圖2[16]，不同于FPT0，F(xiàn)PT1和FPT2實(shí)驗(yàn)堆芯圍筒內(nèi)部為1層二氧化釷，外部壓力管材料為鉻鎳鐵合金，并在各層厚度上有部分差異。

表1 PHEBUS-FP實(shí)驗(yàn)序列Table 1 PHEBUS-FP test matrix

圖2 FPT0堆芯橫截面Fig.2 FPT0 core horizontal section

1.2 PHEBUS-FP實(shí)驗(yàn)工況

FPT0、FPT1和FPT2實(shí)驗(yàn)的功率和進(jìn)口流量如圖3所示，進(jìn)口蒸汽溫度為165 ℃，堆芯壓力約0.20～0.24 MPa。3組實(shí)驗(yàn)均可分為預(yù)瞬態(tài)和瞬態(tài)兩個(gè)階段，其中瞬態(tài)階段是實(shí)驗(yàn)關(guān)注的重點(diǎn)，包括堆芯降級(jí)過(guò)程，但低功率、低流量的預(yù)瞬態(tài)階段對(duì)瞬態(tài)分析也有重要意義。堆芯圍筒外部驅(qū)動(dòng)反應(yīng)堆冷卻劑溫度為165 ℃，壓力約2.5 MPa，流量為10.0 kg/s[7,16]。

圖3 FPT0、FPT1和FPT2實(shí)驗(yàn)工況Fig.3 Test conditions of FPT0, FPT1 and FPT2

2 PHEBUS-FP實(shí)驗(yàn)建模

在ATHLET-CD程序建模中，PHEBUS-FP實(shí)驗(yàn)堆芯節(jié)點(diǎn)劃分如圖4所示。圖4中，OUTLET、INLET分別模擬上、下腔室；堆芯軸向劃分為12個(gè)節(jié)點(diǎn)，包括上、下部分的燃料棒端塞和中間等間距的10個(gè)堆芯活性區(qū)，其功率按Cosine函數(shù)分布；徑向劃分為兩個(gè)環(huán)形節(jié)點(diǎn)，內(nèi)環(huán)包含8根燃料棒、1根控制棒，外環(huán)包括12根燃料棒，功率份額分別為0.44、0.56；堆芯圍筒用熱構(gòu)件HS表示，與內(nèi)部相鄰堆芯部分發(fā)生對(duì)流換熱和輻射換熱，外部為驅(qū)動(dòng)堆冷卻劑，與之發(fā)生對(duì)流換熱。

圖4 PHEBUS-FP堆芯節(jié)點(diǎn)劃分Fig.4 Nodalization of PHEBUS-FP core

ATHLET-CD程序提供功率輸入控制，并考慮了再定位過(guò)程引起的功率重新分布，本次建模根據(jù)實(shí)驗(yàn)中功率和進(jìn)口流量隨時(shí)間的變化填寫輸入卡[17]。

整個(gè)堆芯圍筒置于外部驅(qū)動(dòng)堆堆芯中，建模時(shí)同樣將整個(gè)堆芯置于外部水力學(xué)構(gòu)件中，其冷卻劑溫度為165 ℃，壓力為2.5 MPa，流量為10.0 kg/s，換熱系數(shù)采用程序計(jì)算值。

3 計(jì)算結(jié)果分析

本文主要關(guān)注氫氣產(chǎn)生量、軸向高度上燃料棒溫度以及軸向質(zhì)量分布，并討論包殼氧化，燃料遷移、再定位等主要現(xiàn)象。

3.1 主要計(jì)算結(jié)果

FPT0的主要計(jì)算結(jié)果如圖5所示。前9 000 s實(shí)驗(yàn)處于低功率的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段，9 000～16 000 s間功率逐步提高到90 kW。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，劇烈的氧化階段發(fā)生在12 000～12 500 s間，該階段內(nèi)包殼氧化產(chǎn)生的氫氣劇烈增加，氧化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量使包殼和燃料棒溫度也劇烈增加，在軸向高度0.4 m附近，燃料棒最高溫度達(dá)到了2 030 ℃左右，并在功率增加作用下達(dá)到第2次峰值，約2 300 ℃。

圖5 FPT0模擬結(jié)果Fig.5 Simulation result of FPT0

圖6 FPT1模擬結(jié)果Fig.6 Simulation result of FPT1

程序計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值在趨勢(shì)上具有較好的擬合度。值得注意的是，實(shí)驗(yàn)中，氫氣產(chǎn)生量在劇烈氧化反應(yīng)階段結(jié)束后就基本保持不變，這是由于在高功率、高蒸汽流量下，堆芯材料得到充分氧化，下部材料在之后的加熱階段只有少部分氫氣產(chǎn)生，ATHLET-CD程序模擬中，過(guò)高預(yù)測(cè)了這部分氫氣產(chǎn)生量。在程序模擬中，堆芯材料在劇烈氧化階段未得到充分氧化，導(dǎo)致后期會(huì)有氫氣的產(chǎn)生。

軸向高度0.4 m處的燃料棒溫度實(shí)驗(yàn)值在前14 000 s間采用實(shí)驗(yàn)實(shí)際值，在14 000 s之后采用ICARE2程序計(jì)算值，因在14 000 s左右該位置實(shí)際發(fā)生了熔融再定位。ATHLET-CD程序能很好地模擬出氧化反應(yīng)產(chǎn)生的峰值以及功率增加產(chǎn)生的第2個(gè)溫度峰值。值得注意的是，ATHLET-CD程序模擬并未反映出實(shí)驗(yàn)中該位置已發(fā)生的再定位現(xiàn)象，本文之后將詳細(xì)討論ATHLET-CD程序?qū)υ俣ㄎ滑F(xiàn)象的模擬。

FPT1的主要計(jì)算結(jié)果如圖6所示。與FPT0類似，前8 000 s處于低功率的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段，8 000～17 000 s間功率逐步提高到43 kW。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，劇烈的氧化階段發(fā)生在11 000～11 500 s間，該階段內(nèi)包殼氧化產(chǎn)生的氫氣劇烈增加，氧化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量使包殼和燃料棒溫度也劇烈增加，在軸向高度0.4 m附近，燃料棒最高溫度達(dá)到了1 705 ℃左右，并在功率增加作用下達(dá)到第2次峰值，約2 250 ℃。

與FPT0相比，F(xiàn)PT1實(shí)驗(yàn)處于中等蒸汽流量下，約2.2 g/s，低于FPT0的3.0 g/s，氧化階段的峰值溫度明顯偏低。軸向高度0.4 m處燃料棒溫度的計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值在趨勢(shì)上具有良好擬合度。

對(duì)于氫氣產(chǎn)生量，ATHLET-CD程序能較好預(yù)測(cè)總的氫氣產(chǎn)生量，但在中等蒸汽流量下，對(duì)下部材料在加熱階段氫氣產(chǎn)生量不具有良好預(yù)測(cè)性。

FPT2的主要計(jì)算結(jié)果如圖7所示。同前兩組實(shí)驗(yàn)類似，前8 000 s處于低功率的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段，8 000～19 000 s間功率逐步提高到39 kW。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，劇烈的氧化階段發(fā)生在9 500～10 000 s間，該階段內(nèi)包殼氧化產(chǎn)生的氫氣劇烈增加，氧化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量使包殼和燃料棒溫度也劇烈增加，在軸向高度0.5 m附近，燃料棒最高溫度達(dá)到了1 950 ℃左右，并在功率增加作用下在17 200 s附近達(dá)到第2次峰值，約2 300 ℃。

圖7 FPT2模擬結(jié)果Fig.7 Simulation result of FPT2

對(duì)于溫度的兩次峰值，程序計(jì)算值較實(shí)驗(yàn)值表現(xiàn)得更加顯著。值得注意的是，在8 000 s前的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段，實(shí)驗(yàn)值與計(jì)算值出現(xiàn)較大偏差，分析可發(fā)現(xiàn)FPT2實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)前即進(jìn)行過(guò)校核，初始實(shí)驗(yàn)時(shí)，軸向高度0.5 m的燃料棒溫度約500 ℃。本次模擬中，對(duì)于實(shí)驗(yàn)前的校核并未詳細(xì)模擬，采用了與FPT0與FPT1相同的初始條件，一定程度上會(huì)影響瞬態(tài)階段的計(jì)算值，如堆芯溫度偏低，但總體上實(shí)驗(yàn)值與計(jì)算值在趨勢(shì)上具有一致性。

第1個(gè)氧化階段，實(shí)驗(yàn)中約處于8 000～10 000 s左右，氧化反應(yīng)產(chǎn)生氫氣約80 g，ATHLET-CD程序能良好模擬該階段的氫氣產(chǎn)生量。在隨后的加熱階段，下部材料的氧化產(chǎn)生約30 g氫氣。趨勢(shì)上，實(shí)驗(yàn)值與計(jì)算值相符合。

3.2 包殼氧化反應(yīng)

劇烈氧化階段氫氣產(chǎn)生量的實(shí)驗(yàn)值與計(jì)算值如圖8所示，3組實(shí)驗(yàn)均出現(xiàn)了氫氣產(chǎn)生量劇烈增加的劇烈氧化階段。圖8中，t為實(shí)際時(shí)間。實(shí)際上，當(dāng)包殼溫度達(dá)1 000 ℃，就會(huì)開(kāi)始發(fā)生鋯水反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣，當(dāng)包殼溫度達(dá)到1 580 ℃時(shí)，伴隨著較高的氧擴(kuò)散率，氧化物分子結(jié)構(gòu)的相變，將導(dǎo)致反應(yīng)速率階躍式增長(zhǎng)。反映在實(shí)驗(yàn)中，比較明顯的是氫氣產(chǎn)生量的大量增加，以及氧化反應(yīng)放熱導(dǎo)致包殼溫度與燃料棒溫度的劇烈增加，達(dá)到第1次峰值。

通過(guò)開(kāi)始階段氫氣產(chǎn)生量的斜率，可發(fā)現(xiàn)該階段FPT0表現(xiàn)得最劇烈，F(xiàn)PT2最緩和。并且，在FPT0中，劇烈氧化階段發(fā)生在12 000 s左右，此時(shí)對(duì)應(yīng)的加熱功率約40 kW；在FPT1中，劇烈氧化階段發(fā)生在11 000 s左右，此時(shí)對(duì)應(yīng)的加熱功率約20 kW；在FPT2中，劇烈氧化階段發(fā)生在9 500 s左右，此時(shí)對(duì)應(yīng)的加熱功率約10 kW。這些現(xiàn)象均與實(shí)驗(yàn)各自實(shí)驗(yàn)工況密切相關(guān)。

圖8 劇烈氧化階段氫氣產(chǎn)生量Fig.8 Hydrogen production during cladding main oxidation phase

實(shí)驗(yàn)中氫氣的產(chǎn)生主要可分為3個(gè)階段，堆芯中部區(qū)域包殼溫度最先達(dá)到1 000 ℃后發(fā)生的緩慢氧化反應(yīng)，堆芯大部分區(qū)域達(dá)到1 580 ℃后發(fā)生的大規(guī)模劇烈的氧化反應(yīng)，以及堆芯下部區(qū)域由于再定位和功率增加引起的小規(guī)模后續(xù)氧化反應(yīng)。當(dāng)然，這其中也會(huì)有復(fù)雜物理化學(xué)變化產(chǎn)物的氧化反應(yīng)在后期產(chǎn)生的氫氣。

3組實(shí)驗(yàn)中，不同的蒸汽流量導(dǎo)致不同堆芯換熱，不同的堆芯溫度增加，結(jié)果表現(xiàn)出：隨著堆芯入口流量的減小，發(fā)生劇烈氧化反應(yīng)的時(shí)間減小，對(duì)應(yīng)的堆芯加熱功率也減小。另一方面，蒸汽流量的不同會(huì)引起反應(yīng)速率的不同，結(jié)果表現(xiàn)出：隨著蒸汽流量的下降，氧化反應(yīng)的劇烈程度呈下降趨勢(shì)。

值得注意的是，F(xiàn)PT0處于高功率、高蒸汽流量的實(shí)驗(yàn)工況下，堆芯廣泛區(qū)域發(fā)生大規(guī)模的劇烈氧化反應(yīng)，幾乎消耗所有的鋯材料。相比FPT0，F(xiàn)PT1與FPT2具有明顯的再定位后的后期氧化反應(yīng)現(xiàn)象，并且FPT1由于功率較高，再定位出現(xiàn)得早。

在ATHLET-CD程序中，鋯氧化反應(yīng)模型采用組合的形式[17]，本次模擬中1 273～1 800 K間使用Cathcart關(guān)系式，1 900～2 100 K間采用Urbanic/Heidrick關(guān)系式，1 800～1 900 K的過(guò)渡區(qū)域使用差值處理。對(duì)于3組實(shí)驗(yàn)，ATHLET-CD程序均能模擬劇烈氧化反應(yīng)階段，并與實(shí)驗(yàn)中的時(shí)間節(jié)點(diǎn)接近。但對(duì)于FPT2實(shí)驗(yàn)，劇烈氧化反應(yīng)階段在計(jì)算中的劇烈程度明顯超出了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。對(duì)FPT1和FPT2實(shí)驗(yàn)中的后期氧化現(xiàn)象不能良好模擬，其中FPT1未模擬出后期氧化現(xiàn)象，F(xiàn)PT2僅在趨勢(shì)上保持一致，有明顯誤差。并且，F(xiàn)PT2處于低蒸汽流量的還原性環(huán)境中，對(duì)于該工況也不具有良好的模擬度。

Urbanic和Heidrick[8]認(rèn)為包殼氧化過(guò)程中的降級(jí)過(guò)程對(duì)氫氣的產(chǎn)生具有重要影響，包殼氧化形成的氧化層將容納熔化的鋯合金，并在一定條件下失效，導(dǎo)致熔融鋯合金的再定位，使氧化反應(yīng)出現(xiàn)不連續(xù)偏差。在ATHLET-CD程序中體現(xiàn)在包括包殼失效溫度和包殼失效氧化層厚度的包殼失效準(zhǔn)則上，本次模擬中該準(zhǔn)則均保持一致。

當(dāng)溫度更高時(shí)，堆芯內(nèi)會(huì)發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化，氧化的鋯合金再定位后形成的U-Zr-O合金也同樣會(huì)發(fā)生低于Zr-O系統(tǒng)的氧化反應(yīng)，ATHLET-CD程序不能模擬這類情況。鋯水反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣量對(duì)安全分析具有重要意義，實(shí)際熱工水力條件，包殼失效，鋯合金熔化、再定位，以及復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)出的產(chǎn)物均大幅增加了不確定性。對(duì)于良好的模擬，除了準(zhǔn)確的參數(shù)設(shè)置與模型選擇，合理的敏感性分析與不確定性分析也是相當(dāng)必要的。

3.3 燃料再定位

一般認(rèn)為燃料再定位發(fā)生在溫度達(dá)到燃料的熔點(diǎn)后，約3 100 K，PHEBUS-FP證明了再定位的發(fā)生遠(yuǎn)低于該溫度，約為(2 500±200)K[15]。造成這一現(xiàn)象的主要原因是堆芯內(nèi)的復(fù)雜共晶反應(yīng)，其來(lái)自于二氧化鈾、二氧化鋯、包殼、控制棒、導(dǎo)向管、定位格架間的復(fù)雜相互作用，甚至由于燃耗不同造成不同的包殼破損、腫脹以及熔融的控制棒吸收材料通過(guò)裂縫與燃料接觸均對(duì)其有重要影響。

在系統(tǒng)級(jí)分析程序中一般采用較低的再定位溫度準(zhǔn)則來(lái)模擬此類現(xiàn)象，本次使用ATHLET-CD程序模擬中，再定位溫度選取2 600 K，軸向質(zhì)量分布如圖9所示，需要注意的是，圖中質(zhì)量比的實(shí)驗(yàn)值為實(shí)際所測(cè)質(zhì)量與原有燃料棒質(zhì)量之比，計(jì)算值為計(jì)算得到的質(zhì)量與原有燃料棒質(zhì)量之比，燃料棒原有單位長(zhǎng)度質(zhì)量為10.4 kg/m。考慮到其他結(jié)構(gòu)材料，實(shí)驗(yàn)值會(huì)明顯偏高。另外，實(shí)驗(yàn)中，由于定位格架的阻礙作用，熔融物大量再定位在下部定位格架處，如圖9所示。在ATHLET-CD程序計(jì)算中未考慮定位格架，堆芯材料再定位在堆芯最底部節(jié)點(diǎn)處，導(dǎo)致該位置質(zhì)量遠(yuǎn)超出合理范圍，在圖9中未表示出。

圖9 軸向質(zhì)量分布Fig.9 Axial mass distribution

FPT0～FPT2實(shí)驗(yàn)中軸向質(zhì)量分布的計(jì)算值均表現(xiàn)出：堆芯上部材料完整、堆芯中部材料發(fā)生向下遷移現(xiàn)象，并再定位到堆芯底部，在中間部分區(qū)域表現(xiàn)出再凝固與再熔化現(xiàn)象。與實(shí)驗(yàn)值的對(duì)比過(guò)程中可發(fā)現(xiàn)，盡管ATHLET-CD程序能模擬出主要現(xiàn)象，但在數(shù)值上具有較大誤差。

熔融物的遷移和再定位會(huì)阻礙流道，造成傳熱的進(jìn)一步惡化，加速堆芯熔融進(jìn)程，并且影響再定位到下封頭的時(shí)間，影響下封頭熔池衰變功率，最終對(duì)下封頭完整性有重要影響。另一方面，在事故工況下，對(duì)安注水的恢復(fù)提出了更高要求。

對(duì)于復(fù)雜的共晶反應(yīng)，簡(jiǎn)單地降低燃料失效溫度并不能有效還原堆芯的復(fù)雜變化。目前，ATHLET-CD程序的共晶模型較為簡(jiǎn)單，并且不能耦合到堆芯遷移與再定位模型中。建立更加詳細(xì)的分析模型對(duì)安全分析具有重要意義，同時(shí)對(duì)于復(fù)雜的堆芯降級(jí)過(guò)程，也需要大量合理的敏感性分析與不確定性分析。

4 結(jié)論

嚴(yán)重事故下堆芯降級(jí)過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程，對(duì)安全分析具有重要意義。本文使用ATHLET-CD程序?qū)HEBUS-FP實(shí)驗(yàn)的FPT0、FPT1、FPT2進(jìn)行建模，主要分析了不同流量、不同加熱功率下的氫氣產(chǎn)生量、軸向高度上燃料棒溫度以及軸向質(zhì)量分布，可得出以下結(jié)論：

1) 對(duì)于氫氣產(chǎn)生量，ATHLET-CD程序計(jì)算值在趨勢(shì)上具有良好的擬合度，但對(duì)FPT1、FPT2實(shí)驗(yàn)中的后期氧化反應(yīng)模擬有較大誤差；

2) 對(duì)于軸向高度上燃料棒溫度，ATHLET-CD程序能很好預(yù)測(cè)由于氧化反應(yīng)和加熱功率引起的溫度變化；

3) 對(duì)于軸向質(zhì)量分布，ATHLET-CD程序能模擬出遷移、再定位現(xiàn)象，但限于模型缺陷，并不能準(zhǔn)確地反映軸向質(zhì)量分布；

4) 精確的模型建立、合理的模型參數(shù)選取、大量的敏感性與不確定性分析，對(duì)堆芯復(fù)雜的降級(jí)過(guò)程具有重要意義。