章安龍

【摘 要】動(dòng)力學(xué)模型是描述壓水堆裂變產(chǎn)物釋放的基本模型之一。壓水堆冷卻劑中的裂變產(chǎn)物有粘附鈾的貢獻(xiàn)以及缺陷燃料棒釋放兩種來源，動(dòng)力學(xué)模型能夠?qū)@兩種來源進(jìn)行定量地描述，為燃料包殼的缺陷評(píng)價(jià)提供了依據(jù)。論文首先介紹了動(dòng)力學(xué)模型，之后探討了模型的初步應(yīng)用。

【Abstract】Kinetic model is one of the basic models to describe fission product release in pressurized water reactor. There are two sources of fission products in pressurized water reactor coolant： the contribution of adhering uranium and the release of defective fuel rods. The kinetic model can describe these two sources quantitatively， which provides a basis for the defect evaluation of fuel cladding. This paper firstly introduces the kinetic model， and then discusses the preliminary application of the model.

【關(guān)鍵詞】動(dòng)力學(xué)模型;燃料缺陷評(píng)價(jià);粘附鈾

【Keywords】 kinetic model; evaluation of fuel defects; adhering uranium

【中圖分類號(hào)】TM623? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）10-0181-02

1 引言

裂變產(chǎn)物釋放的動(dòng)力學(xué)模型，主要用于描述裂變產(chǎn)物從產(chǎn)生至消失的規(guī)律，模型的結(jié)構(gòu)簡單求解方便。當(dāng)燃料包殼的完整性良好時(shí)，冷卻劑中的裂變產(chǎn)物來自于粘附鈾的貢獻(xiàn);當(dāng)燃料棒上出現(xiàn)缺陷之后，棒內(nèi)積存的裂變產(chǎn)物會(huì)釋放到冷卻劑中。這兩種釋放機(jī)制造成的長短半衰期同位素的活度值相對(duì)大小是不一致的，這就為評(píng)價(jià)燃料包殼的完整性提供了參考指標(biāo)。本文首先介紹了裂變產(chǎn)物釋放的動(dòng)力學(xué)模型，之后對(duì)燃料可靠性的計(jì)算方法進(jìn)行了簡要介紹。

2 裂變產(chǎn)物釋放的動(dòng)力學(xué)模型

在燃料包殼沒有缺陷時(shí)，一回路冷卻劑中通常也能測到一定量的碘，其來自粘附鈾的貢獻(xiàn)。燃料芯塊中的裂變產(chǎn)物通過芯塊中的氣孔擴(kuò)散到芯塊與包殼的間隙內(nèi)，在燃料包殼出現(xiàn)缺陷后，芯塊與包殼間隙內(nèi)的裂變產(chǎn)物通過破口擴(kuò)散到冷卻劑中。

冷卻劑中的裂變產(chǎn)物因衰變而消失，RCV系統(tǒng)（化學(xué)與容積控制系統(tǒng)）[1]的除鹽床凈化作用及容控箱滯留效應(yīng)同樣會(huì)影響裂變產(chǎn)物的活度。某些核素（如Xe-135）的熱中子吸收截面很大，其也會(huì)因吸收熱中子而快速消失。上述過程如圖1所示。

是破口逃逸速率，與破口大小有關(guān)，同位素的ε是相同的。作出與ε的關(guān)系圖，如圖3所示。破口很小時(shí)，ε很小，短周期核素在釋放前就已經(jīng)衰變掉，表現(xiàn)為的值很大，隨著破口的惡化，ε增大，的值迅速降低，更多的短周期核素釋放出來。但是當(dāng)破口惡化到一定程度時(shí)（即增大到一定程度），短周期核素釋放趨于平緩，破口已經(jīng)不是限制裂變產(chǎn)物釋放的主要因素。

4 結(jié)論

冷卻劑中裂變產(chǎn)物的來源分為粘附鈾和燃料缺陷兩大類，裂變產(chǎn)物釋放動(dòng)力學(xué)模型的方程為式（1）、式（2）、式（3），對(duì)三個(gè)方程式從不同角度求解，有助于對(duì)燃料包殼的完整性實(shí)施評(píng)價(jià)。

粘附鈾在完整的堆芯中能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的碘，燃料出現(xiàn)缺陷會(huì)導(dǎo)致冷卻劑活度上漲，同時(shí)，碘同位素的活度比也會(huì)發(fā)生改變，這種活度比同時(shí)也是缺陷狀況變化的指征。

【參考文獻(xiàn)】

【1】廣東核電培訓(xùn)中心.900MW壓水堆核電站系統(tǒng)與設(shè)備[M].北京：原子能出版社，2007.