| طراحی سوخت هستهای هیبریدی OCN–MAXو کامپوزیت چندفازی نوین خودترمیمشونده و فوقدما با ماتریس سرامیکی تقویتشده برای سامانههای پیشرفته راکتورهای نسل چهارم |
| کد مقاله : 1255-NAEC |
| نویسندگان |
|
ماهان کاوه * عضو هیئت تحریریه مجله بین المللی فلسفه آمریکا و عضو هیئت علمی |
| چکیده مقاله |
| در این پژوهش، یک کلاس نوین از سوختهای هستهای هیبریدی با نام OCN-MAX معرفی میشود که برای اولین بار فازهای اورانیوم دیاکسید (UO₂)، اورانیوم مونوکاربید (UC) و اورانیوم مونونیترید (UN) را در یک معماری کامپوزیتی چندفازی با ماتریس سرامیکی تقویتشده توسط فازهای MAX (شامل Ti₃SiC₂ و Ti₂AlC) یکپارچه میسازد. ساختار این سوخت به صورت گرادیانی و سهلایه طراحی شده است: یک هسته با چگالی بالا غنی از UC-UN، یک منطقه میانی غنی از UO₂، و یک پوسته خارجی تقویتشده با فاز MAX. این طراحی مهندسیشده به طور همزمان دستیابی به رسانش حرارتی فوقالعاده ( بیش از ۴۵ وات بر متر-کلوین در ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد)، چقرمگی شکست بالا (یش از ۸ مگاپاسکال-متر¹/²)، پایداری عملیاتی فراتر از ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد و مهمتر از همه، قابلیت خودترمیمی ذاتی را ممکن میسازد. مکانیزم خودترمیمی مبتنی بر انبساط حجمی و جریان ویسکوز محصولات اکسیداسیون (مانند TiO₂، SiO₂، Al₂O₃) است که به طور انتخابی در دماهای بالا فعال شده و ترکهای میکروسکوپی را ترمیم مینماید. این ویژگی منجر به کاهش چشمگیر آزادسازی گازهای شکافت و مهار گسترش ترکها تحت تنشهای حرارتی-مکانیکی میشود. تحلیلهای نوترونیک، برتری این سوخت را با نشاندادن ضریب داپلر منفی قوی، نگهداری عالی محصولات شکافت و قابلیت سوختگیری تا بیش از ۲۰ درصد FIMA تأیید میکنند. مسیرهای ساخت پیشنهادی شامل تفجوشی پلاسمای جرقهای (SPS) و پرس ایزواستاتیک داغ (HIP) است. |
| کلیدواژه ها |
| سوخت تحملپذیر در برابر حادثه (ATF)، فاز MAX، سرامیک خودترمیم، اورانیوم مونونیترید (UN)، اورانیوم مونوکاربید |
| وضعیت: پذیرفته شده برای ارسال فایل های ارائه پوستر |
