弥散型核燃料元件辐照-热-力耦合特性研究

弥散型燃料在核舰船和核废料的处理方面具有重要的应用。本项目拟将弥散型燃料作为一种特殊的颗粒复合材料展开研究，建立其辐照、热力耦合理论模型，综合考虑裂变热、辐照肿胀、弹塑性、辐照蠕变和几何非线性；发展非线性理论和数值计算方法,形成计算模拟程序，针对板型和棒状弥散型燃料元件，通过计算模拟弄清燃料颗粒不同裂变率、大小形状、不同分布形式和体积含量对弥散型燃料元件寿期内的强度和尺寸稳定性的影响规律；通过细观计算力学方法得到弥散型燃料这样一种核裂变颗粒复合材料的宏观弹性模量、宏观热膨胀系数随温度变化的函数关系；发展细观力学研究方法,将大变形理论与细观力学理论相结合，考虑材料弹塑性行为的辐照效应，计算弥散型燃料宏观的弹塑性真应力真应变曲线。该研究可以为弥散型燃料元件的可靠性分析与优化设计提供计算模拟方法和数值分析依据，所预测的宏观性能亦为燃料组件的结构分析和整体性优化奠定了基础。