Отчет за 2003 г.

    ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Формирование структур сильного выгорания двуокиси урана в материалах ядерного топлива, известное как rim-эффект, привлекает внимание главным образом из-за своего возможного катастрофического влияния на рабочее состояние современных атомных электростанций. Этот процесс вызывает также большой научный интерес потому, что физические механизмы и соответствующие параметры до сих пор плохо изучены. Предложен новый, основанный на клеточных автоматах (КА), подход для обработки и моделирования структурной динамики ядерного топлива при различных степенях выгорания ядерного топлива. Получены указания на существование процессов самоорганизации в топливе при сильных выгораниях. Было установлено, что фрактальный размер поверхностных структур во многом зависит от радиационного повреждения материала [20].

Микрофотография первоначального образца, преобразованного в рабочее поле КА, показана на рис. 5. Черные точки - это поры, заполненные газовыми продуктами деления, а белый фон - это керамическая двуокись урана UO2.

Результаты моделирования КА Изинга эволюции образца под влиянием температурных изменений показаны на рис. 6 и 7. На них четко видны процессы объединения пор или их дробление в зависимости от температуры.

Рис. 5
Рис. 5.

Рис. 6
Рис. 6.

Рис. 7
Рис. 7.

© Лаборатория Информационных Технологий, ОИЯИ, Дубна, 2004
Т.Стриж