بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله نحوه توزیع اتم های گاز تولید شده از واکنش شکافت در یک عنصر سوخت هسته ای مور د بررسی قرار گرفته است. بدین منظور با استفاده از مدل کره معادل، معادله پخش برای حالتی که توزیع پیوسته ای از چشمه های متغیّر با زمان در محیط سوخت هسته ای وجود دارند به صورت عددی حل شد ه است. حالت واقعی تری از سوخت را به گونه ای در نظر می گیریم که در مرکز کره شامل چاهکی با پارامتر های مش خص برای به دام اندازی اتم های گاز تولید شده از شکافت در سوخت هسته ای بوده و هم شامل چشمه ثانویه ای ناشی از باز حل شدن اتم های گاز به دام افتاده در چاهک باشد .
مقدمه
از بین هزاران پدیده ای که به طور همزمان در یک عنصر سوخت هسته ای تحت پرتودهی رخ می دهد، هیچ کدام به اندازه رفتار محصولات شکافت زنون و کریپتون فکر طراحان را مشغول و نظریه پردازان را نفریفته است . حالت یکتای این گازهای نجیب در بین صدها محصول شکافت دیگر به واسطه دلایل زیر می باشد : - 1 - عدم انحلال آنها در سوخت - 2 - این محصولات در حالت طبیعی خود به صورت گاز هستند.
خاصیت - 1 - این نتیجه را می دهد که در تمام گستره طیف انرژی جنبشی، این پاره های شکافت از ماتریس سوخت رد می شوند و خاصیت - 2 - ایجاب می کند که گازهای رد شده از ماتریس سوخت یا کاملا از سوخت خارج شده و یک فضای گازی درون سوزن سوخت بوجود می آورند یا به صورت بسته های کوچک گاز درون سوزن سوخت متراکم می شوند.[1] متغیرهای بسیار زیادی وجود دارند که رفتار گازهای شکافت و فرآیندهای بنیادی گوناگونی را که در سوخت اتفاق می افتد تحت تأثیر قرار می دهند و تعجب آور نیست که مدل جامعی از آزاد سازی گاز شکافت و متورم شدن میله های سوخت در حال فعالیت گسترش داده نشده است.
حتی اگر ابزازهای تحلیلی بسیار پیشرفته شده باشند، بعضی از اطلاعات ورودی اساسی به محاسبات مانند پخشیدگی گاز شکافت و گرما ی انتقال به ماتریس و خودپخشی گرمایی سطحی با چنان دقتی شناخته شده نیستند که به ما اجازه بیان کمی نتایج محاسبات را بدهند . به این منظور رهیافت بسیاری از محققان به این صورت است که روی قسمت کوچکی از کل مسأله متمرکز می شوند تا ببی نند چگونه نتایج یک تحلیل بسیار کوچک اما قابل کنترل با نتایج تجربی همخوانی دارد.
بیانگر آن است که غلظت در مرزها برابر صفر می باشد . از نظر فیزیکی این شرط متناظر است با اینکه سیستم مورد نظر در مرزهایش با یک منبع بسیار بزرگ که غلظت بسیار پایینی دارد در تماس باشد . در عوض فرض می کنیم منبع چنان بزرگ است که حتی اگر بعضی از اتم های گاز به درون آن فرار کنند باز هم غلظت درون منبع تقریبا برابر صفر باقی بماند. نتایج حاصل از اعمال روش فوق برای حل عددی مساله در شکل های - 1 - و - 2 - نشان داده شده است. مرکز دستگاه مختصات را در مرکز کره شکل - 1 - در نظر گرفته ایم. که به منظور تشخیص صحیح مناطق، شعاع حباب مرکزی را اندکی بزرگتر انتخاب کرده ایم. چنانکه از شکل - 1 - میتوان مشاهده کرد، در لحظات آغازین پرتودهی غلظت اتم های گاز شکافت در حباب مرکزی - مبدا دستگاه مختصات مفروض - و در مرز خارجی دانه سوخت بسیار ناچیز و نزدیک به صفر می باشد.
اما در قسمتی از دانه که حاو ی سوخت دی اکسید اورانیوم است دارای ماکزیمم مقدار خود می باشد، به عبارت دیگر یک توزیع نرمال از اتم های گاز شکافت مشاهده می شود . با گذشت زمان از غلظت اتم های گاز شکافت در بخش سوختی کاسته شده و غلظت در نواحی حباب مرکزی و مرز دانه افزایش می یابد و در لحظات پایانی پرتودهی یک توزیع تقریبا یکنواخت از اتم های گاز شکافت را در دانه سوخت می توان مشاهده کرد . این تغییر در غلظت اتم های گاز شکافت را می توان با مکانیسم های پس زنی، ویران شدن [1] و پخش اتم های گاز شکافت در درون جامد سوختی توجیه کرد.
