Mechanické testování moderního pokrytí palivových proutků

Abstract

Bezpečnost provozu jaderných elektráren je klíčovým faktorem, který prochází neustálým vývojem a testování materiálů pokrytí palivových proutků představuje důležitou součást tohoto procesu. Palivové proutky jsou v provozu vystaveny extrémním podmínkám, jako jsou vysoké teploty, tlaky, přítomnost neutronů a korozivní prostředí, což vyžaduje neustálé zlepšování materiálů pokrytí pro zajištění bezpečného provozu. Během provozu je pokrytí vystaveno různým způsobům namáhání, včetně ohybového namáhání, jež má významný vliv především při havarijních podmínkách jako LOCA havárie, ale také během provozu nebo dlouhodobého skladování. Cílem této práce je seznámení se s konstrukcí jaderného paliva, jeho možnými módy namáhání a provedení MKP analýzy čtyřbodového ohybového testu s moderním materiálem pokrytí. První část práce se zaměřuje na popis konstrukce jaderného paliva a možných způsobů namáhání. Druhá část obsahuje provedení a vyhodnocení MKP analýzy čtyřbodového ohybového testu vzorků pokrytí moderních materiálů.

The safety of nuclear power plant operations is a key factor that is constantly evolving, and the testing of fuel rod cladding materials is an important part of this process. Nuclear fuel rods are exposed to extreme conditions such as high temperatures, pressures, neutron field and corrosive environments during the operation, which requires continuous improvement of cladding materials to ensure safe operation. The cladding is exposed to various types of stress, including bending stress, which has a significant effect especially in accidental conditions such as LOCA, but also during normal operation, transportation or long-term storage. The aim of this work is to get knowledge of the construction of nuclear fuel, its possible loading modes and to perform FEM analysis of a four-point bending test with modern cladding material. The first part of the thesis focuses on the description of the nuclear fuel design and possible ways of its loading. The second part deals with the preparation and evaluation of the FEM analysis of the four-point bending test of samples with modern cladding materials.