برای جستجو در بین هزاران پایان نامه در موضوعات مختلف     

      و دانلود متن کامل آنها با فرمت ورد اینجا کلیک کنید     

 
دانلود پایان نامه

در دماهای خیلی بالا ، فراتر از حدود 1000 درجه ، زیرکونیم و آلیاژهای زیرکالوی با بخار آب ترکیب شده تولید هیدروژن می کنند ، که خیلی خطرناک است. شرایطی که ممکن است منجر به این واکنش شوند می توانند ناشی از گرم شدن بیش از حد سوخت و غلاف به علت انتقال ناکافی گرمای حاصل از واپاشی فراورده های شکافت ، که خود زاییده تلف شدن خنک کننده راکتور در اثر یک حادثه است ، باشند . فولاد زنگ نزن از نظر خواصل مکانیکی عالی و مقاومت در برابر خوردگی ، مشهور است.
متاسفانه سطح مقطع جذب آن که به نوع فولاد و مقادیر دقیق کرم و نیکل موجود در آن بستگی دارد ، بالاتر از آن است که بتوان از آن به عنوان یک ماده ایده آل برای غلاف یا کاربردهای دیگر در قلب راکتور یاد کرد. از این ماده در حال حاضر به عنوان غلاف سوخت در راکتورهای آب تحت فشار استفاده نمی شود اما در راکتورگازی پیشرفته و در راکتورهای زاینده کاربرد دارد . فولاد زنگ نزن ، به علت مقاومت عالی در مقابل خوردگی ، کاربردهای وسیعی در راکتورهای FBR , PWR دارد.[9]
تعریف حالات شکست میله سوخت و محاسبات شکست
درجه شکل گیری سوخت مصرفی می تواند در طی طراحی اصلی حادثه رخ دهد و بستگی به حالات ممکن شکست دارد. یک آنالیز مفصل شکست های سوخت تحت حوادث سنگین، توسط آزمایشگاه های ملی ساندیا ( SNL) به عنوان یک منبع مطالعه محسوب شده ، و سه حالت ممکن شکست را پیش بینی می‏کنند که در شکل ( 2–3 ) نشان داده شده است.
حالت اول شکست تحت تغییر شکل‏های خمشی آغاز شده و می تواند به طور موثری به حالت دوم شکست توسعه یابد. هر دوی این حالات ، هیدروکسیدهای شعاعی را در مقایسه با شکست نوع سوم در نطر نمی گیرند زیرا تاثیر هیدروکسیدهای شعاعی تمایل به غلبه بر شکست روکش فلزی در طی حادثه دارند برای تامین پیش بینی شکل گیری دوباره ی سوخت پتانسیلی ، سه محاسبه ی شکست نشان داده شده در شکل ( 2-3 ) ، به عنوان خواص تشکیل دهنده در مدل ماده نسبت به معیار شکست که به واکنش محاسبه شده در قبل اعمال می‏گردد ، عمل می کند. [9]
اندازه گیری های شکست KIC و Ɛfبه ترتیب کشیدگی کلی در جهت محوری و سختی شکست برای شکست نوع گیوتینی می‏باشند .CSED چگالی انرژی کرنش بحرانی است که ناحیه زیر منحنی تنش-کرنش تعیین شده توسط ، آزمایشات خصوصیت مکانیکی است.
شکل 2-3) حالات شکست و اندازه گیری های شکست مورد توجه در آنالیز واکنشی مبنی بر مطالعه SNL [9]
پیشینه
در سال 2006جاوید اقبال و نصیر میرزا در مقاله ای اثر پاره های شکافت برروی میله سوخت را محاسبه کرده بودند که بررسی ها ، شکستگی ها را در یک ششم مجموعه های سوخت نشان می دهد . شکستگی‏های سایش شبکه به لوله توسط افت های نیروی فنر شبکه ایجاد می گردد.
شبیه سازی ها برای راکتور با استفاده از FPCART-ST با 100 ساعت عملیات راکتور در حالت انرژی کامل ، انجام گرفته است.
سپس ، 10 میله سوخت سوراخ شده برای ایجاد محصول شکافت اولیه در سیستم خنک کننده ، همانطور که در شروع سیکل چهارم در تاسیسات انرژی هسته ای ANGRA- 1 در دسترس بود ، مطرح می گردد.
لارس در مقاله خود با عنوان” یک مدل پیشنهادی برای خرابی میله سوخت بر اثر فعل و انفعالات قرص” که مدل PCI نامیده می شود به این نتیجه دست یافت که در این مدل با رشد ترک مربوط به غلاف بر اساس محاسبات المان محدود ، این امکان را فراهم می سازد که فرایند شکست بصورت یک پدیده وابسته به زمان مورد بررسی قرار گیرد . بعضی از نتایج به صورت زیر است. [12]
جانسون و همکاران در پژوهشی با عنوان “عملکرد میله های سوخت LWR در آب با حرارت بالا” به این نتیجه رسیدند که می توان با آلاییدن سوخت 2UO به 3O2Gd تا 5 درصد وزنی و 10 درصد وزنی میزان خوردگی را کنترل نمود.[13]
جاوید اقبال و نصیر میرزا در مقاله ای اثر پاره های شکافت برروی میله سوخت را محاسبه نمودند که شکل زیر نمونه‏ای از نتایج مربوط به کریپتون می باشدکه غلظت را نسبت به زمان نشان می دهد. در مقاله ای با عنوان “مدل سازی سه بعدی ترک خوردگی سوخت در روکش قرص در فعل و انفعالات مکانیکی” را در مجله فرانسوی Paul Lez به چاپ رسانیدند که در این مدل برنامه عملکرد سوخت با استفاده از کد CAST3M برای حل مشکل حرارتی مکانیکی اجرا شده است.[11]
فصل سوم
روش تحقیق
تاریخچه MCNP
اولین تلاش ها به منظور استفاده از اعداد تصادفی در حل مسائل ریاضی ، در سال 1772 آغاز شد و به دنبال آن لاپلاس در سال 1786 اظهار داشت که عدد π را می توان با استفاده از اعداد تصادفی ساخت. روش مونت کارلو از فعالیت های انجام شده در آزمایشگاه لوس آلاموس در طی سال های دهه ی 1940 در طول جنگ جهانی دوم و با تلاش دانشمندان برجسته ای از جمله انریکو فرمی ابداع شد.
در سال 1947 فرمی دستگاهی که آن را فرمیاک نامید ساخت که قادر بود با استفاده از روش نمونه برداری تصادفی ، حرکات نوترون ها را در یک ماده ی شکاف پذیر ردیابی و پیش بینی کند . با پیشرفت در زمینه ی علوم کامپیوتر ، روش مونت کارلو نیز پیشرفت های زیادی کرد و کامپوتر در محاسبات مونت کارلو به کار گرفته شد. با این ترتیب در سال 1963 در لوس آلاموس اولین کد مونت کارلویی ترابرد ذرات به نام MCSنوشته شد. در سال 1965 به دنبال MCS ، MCN برای حل مسائل اندرکنش نوترون نوشته شد. در نهایت ، در سال 1977، با توسعه و ادغام چندین برنامه که برای ذرات مختلف نوشته شده بود ، کد MCNP که در آن زمان کد مونت کارلویی نوترون – فوتون نامیده می شد ، تهیه گردید . با گذشت زمان ، این کد توسعه داده شد و به صورت نسخه های مختلفی ( از جملهMCNPX MCNP4, MCNP3) به بازار عرضه گردید. نسخه MCNP4C که در این پایان نامه به آن پرداخته شده است ، نتیجه ی تلاش تقریبا 500 نفرساعت است که در سال 2000 منتشر شده است.[14]
واکنش ها و داده های هسته ای
در MCNP کتابخانه های داده های اتمی و کتابخانه های داده های هسته ای وجود دارد. منابع اصلی داده های هسته ای بر اساس برآوردهای انجام شده از مجموعه های ENDF و ENLD و ACTL است که در لیورمور گردآوری شده و برآورده های انجام شده توسط گروه ( T-2 ) در لوس آلاموس است.
جداول داده های هسته ای ، برای بر هم کنش های نوترون ، نوترون – فوتون ، بر هم کنش های فوتون ، دزیمتری یا فعال سازی نوترون و پراکندگی ذرات حرارتی ، موجود است. جداول داده های معتبر کد MCNP در فایل XSDIR ( موجود در مجموعه های فایل های کد ) فهرست شده است.
دسته بندی : علمی