国际核新闻
俄罗斯利用数字孪生技术开发事故容错燃料
时间：2024年06月25日
来源：中国能源研究会核能专委会编译自国际核工程
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日前，俄罗斯TVEL核燃料公司下属博奇瓦尔无机材料研究所（VNIINM）利用数字孪生技术开发出基于碳化硅的复合燃料包壳。
碳化硅包壳事故容错燃料可完全消除蒸汽-锆反应的风险。但该材料难以预测且易碎，无法使用金属技术制造燃料管。鉴于此，博奇瓦尔无机材料研究所提出了另一种方法，即用碳化硅纤维编织框架，并用基于相同碳化硅的基质材料浸透。该研究所利用数字孪生技术对带有复合包壳的燃料性能进行数值建模。该技术可有效减少实验次数，并通过计算模拟确定最佳编织缠绕角度等参数。
目前，碳化硅包壳开发人员正致力于解决运行过程中燃料棒气密性问题。其中一个设想是在标准E110合金的基础上增加一层中间金属内衬。数字孪生技术将有助于计算内衬厚度。
2014年，博奇瓦尔无机材料研究所启动复合燃料包壳开发工作。截至2023年底，已制造出55个样品，包括11种类型的气密壳管，长度达500mm，具有不同的编织结构、框架压实方法以及碳化硅基体和相间层的沉积模式。
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