Modeling of Fission Product Behavior in Fast Reactors

Abstract: Den natriumkylda snabbreaktorn är en av kandidaterna till nästa generationens kärnenergisystem. De extrema förhållanden som kärnbränslet utsätts för i en sådan rektor kan leda till säregna konsekvenser. Till dessa hör formationen av så kallad JOG (franska för Joint Oxyde-Gaine = bränsle-kapsel-fog). Detta är ett lager av flyktiga klyvningsprodukter som, på grund av bränslets branta temperaturgradient, migrerat radiellt och deponerats mellan bränslets yttre vägg och kapselns inre vägg. Vid hög utbränning anses detta JOG-lager kunna medverka i korrosion av bränslekapseln, och är därför viktigt att studera. Denna avhandling presenterar arbete kopplat till simulering av klyvningsproduktkemi i snabba reaktorer i allmännhet, och bildande av JOG-lageri synnerhet. En modell, som utgår från CALPHAD-metoden och minimering av Gibbs energi, har utvecklats och integrerats med bränslestavprogrammet Germinal i syfte att beäkna tjockleken på JOG-lagret. Vissa klyvningsproduktföreningar har simulerats med täthetsfunktionalteori för att beräkna deras termodynamiska egenskaper.