Достижение высокого выгоранияДля достижения более высокого выгорания при ресурсе более одного года необходимо стравливать газообразные осколки деления. Частицы двуокиси урана с покрытием не обладают лучшими свойствами по удержанию газообразных продуктов деления по сравнению с двуокисью урана без покрытия. При использовании ЭГЭ выгорание топлива должно достигать достаточно высокого порога при рабочей температуре порядка 2000° К и плотности теплового потока деления около 40 вт/г урана без деформации эмиттера вследствие свеллинга, вызванного газообразными и твердыми продуктами деления. Один из путей преодоления влияния свеллинга горючего - использование спеченных тонких стержней из двуокиси урана, которые закладываются в сравнительно массивный эмиттер из молибдена, снабженный системой для выхода газообразных осколков деления. Эта система сконструирована с учетом миграции двуокиси урана, вызванной тепловыми градиентами.Как известно, работа выхода эмиттера термоэмиссионного преобразователя зависит от присутствия монослоя адсорбированных атомов примесей. Причем, как от качества оцилиндрованного бревна зависит качество всей возводимой конструкции, так и от качества монослоя зависит эффективность работы выхода эмиттера. В ЭГЭ эмиттер из тугоплавкого металла в виде осажденного покрытия может находиться в тесном контакте с матерналами ядерного горючего при высоких температурах в поле облучения. Если скорости переноса компонентов горючего и продуктов деления через покрытие значительны, последние могут накапливаться на поверхности электродов и воздействовать на выходные характеристики преобразователя. В работе измерены скорости переноса компонентов топлива через покрытия, полученные из фторида вольфрама. В качестве топлива использовались кермет и поликарбид. В результате установлено, что на скорость переноса влияют состав и стехиометрия топлива. Скорость переноса из окислов, особенно из керметного топлива, меньше, чем из карбидного. При рабочих температурах эмиттера 1973-2073° К перенос урана через слой покрытия из вольфрама толщиной 1 мм меняется от 5 до 500 монослоев (1 монослой около 5 х 1014 атом/(квадр. см) в течение 10 000 ч для различных изученных материалов. Скорость переноса зависит от структуры покрытия и меньше у вольфрама, полученного дуговой плавкой (примерно на порядок меньше, чем скорость переноса через столбчатые зерна газофазного вольфрама). На поверхности коллектора в результате диффузии осколков деления через покрытие, как показывают расчеты, оказывают: различные элементы, из которых общее количество изотопов рутения - основное и составляет около 1000 монослоев при 2073° К в течение 10 000 ч. |
||
