Стр. 15 - АТОМНЫЕ ГАЗОТУРБИННЫЕ УСТАНОВКИ

АТОМНЫЕ ГАЗОТУРБИННЫЕ УСТАНОВКИ

15

продуктов деления;

•

максимально уменьшает выход продуктов деления в теплоноситель;

•

защищает топливо от загрязнений теплоносителя;

•

защищает топливо от контакта с воздухом при изготовлении твэлов;

•

уменьшает диффузию и миграцию топлива- при высоких температурах

активной зоны.

Поскольку внутри микротвэлов создается высокое давление за счет выхо-

да газообразных продуктов деления, поэтому для них наиболее оптимальна

форма сферы. В настоящее время можно получать такие микротвэлы, которые

полностью отвечают рабочим условиям высокотемпературных реакторов.

Сначала топливом в виде смешанных кристаллов служили преимущест-

венно карбиды урана и тория, поскольку они обладают лучшей термодинами-

ческой стабильностью в присутствии углерода. Окисное же топливо по

сравнению с карбидным лучше удерживает газообразные и твердые продукты

деления вследствие специфики своих физико-химических свойств.

Изготовление собственно микротвэлов состоит из двух этапов: изготовле-

ния топливного сердечника (керна) и его покрытия. Топливный сердечник из-

готовляется методом металлургии или химическим методом – так называемым

золь – гель – процессом. Наилучшим покрытием для твзлов вы-

сокотемпературных реакторов, как показали результаты облучения [14], явля-

ется изотропный пироуглерод.

Во всех микротвэлах в качестве первого слоя, располагаемого непосред-

ственно на топливном сердечнике, предусмотрен буферный слой (рис. 1.4).

Этот слой вследствие низкой плотности как бы впитывает в себя продукты де-

ления, предотвращая тем самым разрушение наружных слоев покрытия. Он же

компенсирует и объемные изменения топливного сердечника, возникающие за

счет выделения газообразных или твердых продуктов деления. Наконец, этот

внутренний слой служит для передачи усилий между наружным слоем покры-

тия и топливом. Наружные слои покрытия, имеющие по возможности макси-

мальную плотность, играют роль миниатюрного корпуса давления и

диффузионного барьера. Слои пироуглерода обладают большой герметично-

стью по отношению к таким газообразным продуктам деления, как ксенон и

криптон. Для твердых продуктов: йода, теллура, цезия, циркония, рутения, ба-

рия, изотопов стронция и цезия – наиболее эффективным барьером является

покрытие из карбида кремния.

Относительно формы и расположения твэлов в активной зоне существуют

две точки зрения.

Согласно первой, рекомендуется применять стержневые и призматиче-

ские твэлы. Вместе с тем, в такой зоне из-за действия высоких температур не-

обходимо обеспечить очень точное изготовление твэлов, чтобы избежать их