By this author

Current State and Prospects of Modeling Fission Gas Release in Oxide and Nitride Fuels

Issue number 4 from 14.09.2025

В работе представлен обзор механизмов выделения газовых продуктов деления (ГПД) в оксидном и нитридном топливе, а также современных методов их моделирования. Разработана схема, отражающая текущее представление о процессах выделения ГПД, включая внутризеренную диффузию, коалесценцию, рост пузырьков на границах зерен и формирование газовых туннелей. Особое внимание уделено анализу атомистических подходов (DFT, MD), которые позволяют оценить влияние типа топлива, его стехиометрии и дефектов кристаллической решетки на механизмы миграции ГПД. Выполнено сопоставление расчетных значений энергии активации, полученных методами DFT и MD, с экспериментальными данными. Составлены перечни наиболее предпочтительных вакансий для нитридного и оксидного топлива, выявлены расхождения и проанализированы их причины. Рассмотрены диффузионная и кинетическая модели, используемые в топливных кодах: их особенности и роль в прогнозировании выхода ГПД. Отмечены ключевые неразрешенные вопросы, требующие дальнейших исследований, в том числе: механизмы зарождения ГПД внутри зерна и на его поверхности, роль границ зерен в формировании туннелей и механизмы, описывающие взрывное выделение газа при высоких выгораниях. Работа подчеркивает необходимость комплексного подхода, включающего экспериментальные исследования и совершенствование моделей топливных кодов с применением атомистических и CFD-подходов для повышения точности прогнозирования поведения топлива при различных условиях эксплуатации твэлов.

9 0