快中子堆燃料元件：核材料科學與工程

前言
第1章 概論
1.1 引言
1.2 快堆充分利用鈾資源
　　1.2.1 核裂變和鏈式反應
　　1.2.2 核反應堆分類
　　1.2.3 轉(zhuǎn)換與增殖
　　1.2.4 快中子增殖堆的特征
　1.3 快堆燃料組件
　　1.3.1 燃料組件的功能
　　1.3.2 燃料組件結(jié)構(gòu)
　　1.3.3 快中子增殖堆燃料棒
　1.4 快中子增殖堆燃料發(fā)展史、現(xiàn)狀和展望
　　1.4.1 快中子增殖堆燃料
　　1.4.2 包殼材料
　　1.4.3 燃料元件的新概念
　　1.4.4 冷卻劑
　　1.4.5 燃料元件的發(fā)展趨向
　參考文獻
第2章 快堆燃料元件的使用性能
　2.1 引言
　2.2 圓柱體燃料元件的溫度分布
　　2.2.1 溫度場方程
　　2.2.2 燃料的積分熱導率
　　2.2.3 燃料與包殼之間的氣體層的溫降
　　2.2.4 燃料與包殼的間隙傳熱系數(shù)實驗值
　　2.2.5 包殼的徑向溫度分布
　　2.2.6 包殼外表面溫度分布
　　2.2.7 基本子流道中的冷卻劑溫度分布
　2.3 溫度效應
　　2.3.1 燃料的熱性能
　　2.3.2 燃料重結(jié)構(gòu)
　　2.3.3 燃料組分的徑向再分布
　2.4 輻照效應
　　2.4.1 裂變產(chǎn)物
　　2.4.2 燃耗對燃料的氧化學位的影響
　　2.4.3 裂變產(chǎn)物遷移
　　2.4.4 燃料與包殼間的相互作用
　　2.4.5 裂變氣體釋放
　　2.4.6 裂變產(chǎn)物引起燃料腫脹
　參考文獻
第3章 快堆燃料組件設計
　3.1 引言
　3.2 燃料組件設計準則
　3.3 設計方法
　　3.3.1 性能程序
　　3.3.2 結(jié)構(gòu)件的力學設計
　　3.3.3 氧化物燃料的熱性能分析
　　3.3.4 燃料棒破損機制
　　3.3.5 燃料棒設計破損的分析方法
　3.4 燃料棒結(jié)構(gòu)設計
　　3.4.1 燃料棒的一般結(jié)構(gòu)
　　3.4.2 線功率密度和燃料棒直徑
　　3.4.3 包殼厚度
　　3.4.4 芯塊-包殼間隙及填充介質(zhì)
　　3.4.5 燃料芯塊
　　3.4.6 軸向轉(zhuǎn)換區(qū)
　　3.4.7 氣腔
　　3.4.8 芯塊定位器
　3.5 燃料組件結(jié)構(gòu)設計
　　3.5.1 燃料組件的一般結(jié)構(gòu)和主要特性
　　3.5.2 燃料棒的幾何排列
　　3.5.3 六角形外套管
　　3.5.4 燃料組件尺寸
　　3.5.5 燃料棒的定位機構(gòu)
　　3.5.6 組件軸向屏蔽
　　3.5.7 組件操作頭
　　3.5.8 組件的管腳結(jié)構(gòu)
　　3.5.9 組件定位
　　3.5.10 燃料組件的長度
　3.6 燃料組件組成部分的材料選擇
　　3.6.1 燃料的選擇
　　3.6.2 包殼和結(jié)構(gòu)材料
　　3.6.3 奧氏體不銹鋼的輻照性能
　　3.6.4 包殼腐蝕
　3.7 燃料棒的破損
　　3.7.1 破損的產(chǎn)生
　　3.7.2 燃料棒破損前的To狀態(tài)
　　3.7.3 氣體泄漏和Na進入
　　3.7.4 氧化物與Na反應及其后果
　　3.7.5 包殼破損和DND信號
　參考文獻
第4章 快堆燃料元件的性能分析
　4.1 引言
　4.2 輻照中氧化物燃料棒結(jié)構(gòu)的性能變化
　4.3 燃料元件性能模擬程序的計算內(nèi)容
　4.4 程序流程及輸入/輸出
　　4.4.1 程序的流程
　　4.4.2 程序的輸入與輸出
　4.5 燃料元件性能的模擬計算分析
　　4.5.1 基本幾何圖形及受力情況
　　4.5.2 熱工分析
　　4.5.3 輻照分析
　　4.5.4 力學分析
　　4.5.5 壽命分析
　　4.5.6 校核與應用實例
　參考文獻
第5章 快堆燃料組件制造
　5.1 引言
　5.2 燃料制造
　　5.2.1 MOX粉末制造
　　5.2.2 MOX芯塊制造
　5.3 奧氏體不銹鋼包殼管制造
　　5.3.1 快堆包殼管的質(zhì)量標準
　　5.3.2 制造工藝及質(zhì)量控制
　5.4 六角形外套管制造
　　5.4.1 六角形外套管技術(shù)要求
　　5.4.2 六角形外套管制造工藝
　5.5 燃料組件部件制造
　　5.5.1 絲材的制造
　　5.5.2 組件頭部的制造
　　5.5.3 管腳組件及螺旋密封的制造
　　5.5.4 元件棒內(nèi)芯塊壓緊彈簧的制造
　5.6 燃料棒制造
　　5.6.1 芯塊型燃料棒制造
　　5.6.2 振動密實型燃料棒的制造
　　5.6.3 芯塊法與振動密實法燃料棒的比較
　5.7 燃料組件的組裝
　　5.7.1 燃料棒束組裝
　　5.7.2 燃料組件的組裝
　參考文獻
第6章 控制棒組件和其他組件
　6.1 控制棒組件設計
　　6.1.1 引言
　　6.1.2 設計準則
　　6.1.3 控制棒組件結(jié)構(gòu)
　　6.1.4 吸收體棒結(jié)構(gòu)
　　6.1.5 設計參數(shù)選擇
　6.2 碳化硼
　　6.2.1 核性能
　　6.2.2 晶體結(jié)構(gòu)
　　6.2.3 物理性能
　　6.2.4 化學性能
　6.3 B4C芯塊的制造工藝
　6.4 B4C芯塊輻照性能
　　6.4.1 硼燃耗
　　6.4.2 HC的產(chǎn)生和釋放
　　6.4.3 B4C芯塊腫脹與開裂
　6.5 快堆控制棒的發(fā)展趨勢
　　6.5.1 吸收體材料的發(fā)展趨勢
　　6.5.2 吸收體棒的發(fā)展趨勢
　　6.5.3 控制棒組件的發(fā)展趨勢
　6.6 其他堆內(nèi)組件
　　6.6.1 中子源組件
　　6.6.2 轉(zhuǎn)換區(qū)組件
　　6.6.3 反射層組件
　　6.6.4 屏蔽層組件
參考文獻