$ThO_2-UO_2$ yakıt karışımını içeren candu yakıt çubuklarındaki sıcaklık dağılımının sayısal çözümlenmesi

Numerical analysis of temperature distribution in candu fuel rods consisting of $ThO_2-UO_2$ mixed fuel

Özet

Bu çalışmada; CANDU yakıt çubuklarındaki sıcaklık dağılımları sonlu farklar metodu kullanılarak incelenmiştir. Temel ısı iletim denklemleri, tanımlanan sınır şartlarıyla birlikte sayısal olarak çözülmüştür. Hesaplamalar sonlu farklar metoduna dayalı HEATING 7.2 bilgisayar kod sistemi kullanılarak yapılmıştır. Elde edilen simülasyon sonuçlarına göre, yakıt çubuklarında % 100 $UO_2$ kullanılması sonucu Model 1 durumunda yakıtın merkezinde eksenel çizgideki maksimum sıcaklık 1764 °C olarak elde edilirken, $UO_2-ThO_2$ yakıt karışımında Model 2, Model 3 ve Model 4 için $ThO_2$ yakıt oranının artmasıyla yakıt çubuklarının merkezindeki eksenel çizgideki sıcaklık değerlerinin azaldığı görülmüş, sırasıyla 1213 °C, 944 °C ve 840 °C olarak elde edilmiştir. Ayrıca; yakıt çubuklarında oluşan sıcaklık dağılımının, yakıt ve zarf malzemesinin ergime sıcaklıklarından daha düşük olduğu tespit edilmiştir.

Abstract

In this paper, the temperature distributions in the CANDU fuel rods were investigated using finite difference method. The basic heat conduction equations were numerically solved with defining boundary conditions. The calculations were performed by computer system code of HEATING 7.2 depending on the finite difference method. According to the getting simulation results, in fuel rods, 100 % $UO_2$ using in the case, while the maximum temperature at the axis in the center of the fuel rod gets at 1764 °C for Model 1.On the other hand, in the $UO_2-ThO_2$ fuel mixture for Model 2, Model 3 and Model 4, while increasing $ThO_2$ fuel ratio reducing temperature values were appeared. These values were 1213 °C, 944 °C and 840 °C, respectively. In addition, forming temperature distribution in fuel rods was determined lower than melting temperature point of fuel and clad material.