Введение
1. Анализ экспериментальных результатов и теоретических моделей ползучести, уплотнения и распухания диоксида урана 8
1.1. Основные закономерности изменения скорости ползучести диоксида урана в термических
условиях 8
1.1.1. Зависимость скорости ползучести диоксида урана от напряжения и температуры 8
1.1.2. Влияние отклонения от стехиометрического состава на скорость ползучести диоксида урана 10
1.1.3. Зависимость скорости ползучести от размера зерна и пористости 13
1.1.4. Влияние легирования на скорость ползучести диоксида урана 13
1.2. Основные закономерности изменения радиационной скорости ползучести, распухания и уплотнения топлива на основе диоксида урана 20
1.2.1. Зависимость скорости ползучести диоксида урана в условиях реакторного облучения от выгорания, напряжения, температуры и плотности деления 20
1.2.2. Влияние структуры и состава топлива на скорость радиационной ползучести 24
1.2.3. Распухание и уплотнение оксидного топлива 25
1.2.4. Влияние легирования и размера зерна на распухание и выход ГПД 29
1.3. Модели и механизмы, описывающие термическую ползучесть твердых тел 30
1.3.1. Дислокационные модели ползучести 30
1.3.2. Диффузионная ползучесть и скольжение по границам зерен 31
1.3.3. Влияние на механические свойства поликристаллических тел межзеренной фазы. Оценка величины эффективного тензора вязкости поликристаллического тела 32
1.3.4. Особенности механизмов деформации диоксида урана 34
1.4. Модели, описывающие радиационную ползучесть твердых тел 36
1.4.1. Механизм SIP А 36
1.4.2. Петлевые механизмы .37
1.4.3. Механизмы, учитывающие скольжение дислокаций 38
1.4.4. Феноменологические модели ползучести диоксида урана под облучением 39
1.5. Выводы 42
2. Методики и экспериментальные средства для исследования механических свойств оксидного ядерного топлива 44
2.1. Условия эксплуатации твэлов энергетических реакторов и технические требования к экспериментальным средствам 44
2.2. Методика и экспериментальные средства исследования радиационной ползучести 46
2.2.1. Конструкция установки для исследования радиационной ползучести оксидного топлива 46
2.2.2. Проектировочный теплофизический расчет установки «ПОСТ-УРАЛ-М» 50
2.2.3. Установка для исследования радиационного уплотнения и распухания оксидного топлива 57
2.2.4. Проектировочный теплофизический расчет установки «PACT-УРАЛ» 61
2.3. Системы обеспечения, управления и регистрации данных впутриреакторных установок... 67
2.3.1. Система измерения деформации 68
2.3.2. Система автоматизированного контроля и регулирования температуры 70
2.3.3. Система нагружения и обеспечения атмосферы 72
2.3.4. Программное обеспечение систем измерения и управления 73
2.3.5. Характеристики разработанных установок 73
2.5. Модернизация установки «КРИП-М» для исследования высокотемпературной ползучести оксидного топлива 74
2.6. Выводы 80
3. Экспериментальные результаты исследований механических свойств модифицированного топлива на основе диоксида урана 81
3.1. Исследование механических свойств модифицированного топлива в термических условиях 81
3.1.1. Характеристики образцов 81
3.1.2. Условия испытаний 82
3.1.3. Результаты исследования термической ползучести модифицированного топлива 83
3.1.4. Результаты исследования механических свойств модифицированного топлива при деформировании с постоянной скоростью 86
3.2. Исследование радиационной ползучести модифицированного топлива 88
3.2.1. Характеристики образцов 88
3.2.2. Условия испытания образцов и методика исследования радиационной ползучести модифицированного топлива 89
3.2.3. Методика определения эффективных температур при исследовании радиационной ползучести диоксида урана 91
3.2.4. Результаты исследования радиационной ползучести модифицированного топлива 95
3.3. Исследование радиационного уплотнения и распухания модифицированного топлива 99
3.3.1. Характеристика образцов и условия облучения 99
3.3.2. Результаты исследования радиационного уплотнения и распухания топлива 100
3.4. Выводы 104
4. Разработка моделей и рекомендации для обобщения и прогнозирования характеристик ползучести диоксида урана 106
4.1. Разработка модели и расчетных рекомендаций для обобщения и прогнозирования скорости ползучести диоксида урана в термических условиях 106
4.2. Разработка модели и расчетных рекомендаций для обобщения и прогнозирования скорости ползучести модифицированного диоксида урана 113
4.3. Разработка модели и расчетных рекомендаций для обобщения и прогнозирования характеристик радиационной ползучести диоксида урана 116
4.4. Разработка расчетных рекомендаций для прогнозирования характеристик радиационной ползучести модифицированного диоксида урана 124
4.6. Рекомендации для расчёта скорости ползучести топлива на основе диоксида урана в программах анализа работоспособности твэл 125
5. Заключение 128
6. Список литературы 130
