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申请/专利权人：哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院);中国核动力研究设计院

摘要：本发明涉及一种预测陶瓷核燃料辐照肿胀行为的方法，本方法借鉴金属材料中第二相粒子长大的OstwaldRipening物理机制，结合相关物理理论，建立核燃料辐照过程中裂变气体气泡长大的数学物理模型及计算方法，然后基于核燃料的基本物性参数以及反应堆内的辐照环境参数，经过计算即可直接获得核燃料的辐照肿胀行为。本发明可用于针对陶瓷核燃料辐照肿胀行为的快速预测，无需额外开展核燃料样品的辐照实验，从而能够快速反映被研究核燃料的堆内辐照行为，因而可降低新型核燃料的研发成本，缩短研发周期。本发明的计算模型简洁，计算过程简单，对计算相关的辅助条件无苛刻要求，易于实现。

主权项：1.一种预测陶瓷核燃料辐照肿胀行为的方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：建立核燃料辐照过程中的裂变气体原子浓度计算模型；步骤2：建立核燃料辐照过程中的裂变气体形成气泡后的半径计算模型；步骤3：建立核燃料辐照过程中裂变气体气泡中气体物质的量的计算模型；步骤4：建立核燃料辐照过程中裂变气体气泡浓度计算模型；步骤5：建立核燃料辐照过程中因裂变气体气泡导致的肿胀计算模型；步骤6：建立核燃料辐照过程中因固态裂变产物导致的肿胀计算模型；步骤7：建立核燃料辐照过程中的肿胀计算方法；所述步骤1中，核燃料辐照过程中的裂变气体原子浓度计算模型的表达式为： ，上式中，表示燃料中裂变气体原子的平均浓度；表示裂变气体的产额；表示燃料的裂变速率；表示时间；所述步骤2中，核燃料辐照过程中的裂变气体形成气泡后的半径计算模型的表达式为： ，上式中，表示燃料中裂变气体气泡的平均半径；表示燃料中裂变气体原子的扩散系数；表示燃料的弹性模量；表示燃料中位错滑移的伯氏矢量大小；表示燃料的表面张力；表示燃料的剪切模量；表示气体常数；表示绝对温度；表示阿伏伽德罗常数；表示燃料辐照过程中所受的外压；所述步骤3中，核燃料辐照过程中裂变气体气泡中气体物质的量的计算模型的表达式为： ，上式中，表示平均半径为的裂变气体气泡中所含裂变气体的物质的量；、和表示气体状态方程参数；所述步骤4中，核燃料辐照过程中裂变气体气泡浓度计算模型的表达式为： ，上式中，表示燃料中裂变气体气泡的浓度；所述步骤5中，核燃料辐照过程中因裂变气体气泡导致的肿胀计算模型的表达式为： ，上式中，表示核燃料辐照过程中因裂变气体气泡导致的肿胀；所述步骤6中，核燃料辐照过程中因固态裂变产物导致的肿胀计算模型的表达式为： ，上式中，表示核燃料辐照过程中因固态裂变产物导致的肿胀；表示裂变产物的产额；表示裂变产物的原子体积；表示燃料的原子体积；所述步骤7中，核燃料辐照过程中的肿胀计算方法的表达式为： ，上式中，表示核燃料辐照过程中因产生的固态裂变产物和裂变气体共同导致的肿胀。

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